Журнал «За науку» (mipt.ru) 03.12.2023
Российские ученые создали новый подход для исследования цветности морских вод в высоких широтах. В своей работе специалисты использовали самолет «Оптик», созданный на базе ТУ-134, чтобы избавиться от проблемы облачности, которая мешает анализировать спутниковые данные. Результаты исследований, поддержанных грантом РНФ, представлены на 29-м Международном симпозиуме по оптике атмосферы и океана.
Сегодня исследователи часто изучают оптические характеристики поверхностного слоя вод Мирового океана при помощи методов дистанционного зондирования. Благодаря ему специалисты могут анализировать температуру воды, количество живых организмов и наличие загрязнений в море или океане. Спутниковые данные являются главными источниками информации для дистанционного зондирования морской поверхности. Однако в высоких широтах, например в Арктике, спутниковые данные приходят с большими погрешностями, что вызвано рядом особенностей региона. Например, получаемые в видимом диапазоне данные спутниковых сканеров цвета океана зачастую недоступны в Арктике из-за частой плотной облачности.
Для получения информации о цвете океана, помимо использования спутниковых данных, геофизики проводят дополнительные исследования, привлекая данные, получаемые морскими судами, платформами и авиацией. В частности, авиационные исследования охватывают большие территории и дают более точные данные по сравнению со спутниковыми наблюдениями. В новой работе ученые из Института оптики атмосферы СО РАН (Томск), Института океанологии РАН (Москва) и Московского физико-технического института (МФТИ) использовали уникальный самолет-лабораторию «Оптик» на базе ТУ-134 для зондирования водной поверхности Карского моря осенью 2022 года. Одновременно с авиационными исследованиями ученые получали данные измерений разных параметров морской воды с научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш».
Самолет-лаборатория «Оптик» на базе ТУ-134.
Автор: Сергей Белан, ИОА СО РАН
«Самолет-лаборатория “Оптик” на базе ТУ-134 за счет наличия у него в нижней части оптических люков позволяет размещать значительный набор научно-исследовательского оборудования для зондирования водной поверхности и вести зондирование как пассивными, так и активными методами», — рассказывает Георгий Ивлев, начальник отряда летной экспедиции, научный сотрудник ИОА СО РАН.
Оптические люки. Автор: Сергей Белан, ИОА СО РАН
В результате исследований ученые разработали новый метод (формулу) расчета значений коэффициента отражения морской воды при сопоставлении синхронно полученных данных с научного самолета-лаборатории и данных, полученных с корабля. Расчеты показали, что данные хорошо сходятся друг с другом: относительная погрешность составила всего 7%, что соответствует сложившейся международной практике радиометрических измерений. При этом работы проводили в условиях переменной облачности, которая не позволила получить пригодные для анализа данные спутниковых сканеров цвета. Применение формулы, разработанной учеными, позволяет определять цвет водной толщи с самолета, что дает новую информацию о биопродуктивности вод арктических регионов, а также будет полезно для исследований климатических изменениях, происходящих в Арктике.
Научная начинка салона самолета-лаборатории «Оптик».
Автор: Сергей Белан, ИОА СО РАН
«В дальнейшем мы планируем настроить новый метод без использования данных судовых измерений. Это позволит существенно увеличить массив получаемых данных вдоль всей части маршрута самолета, находящейся под облаками», — сообщает Дмитрий Глуховец, руководитель лаборатории оптики океана Института океанологии РАН, доцент кафедры термогидромеханики океана МФТИ.
Институт океанологии РАН — базовая организация кафедры термогидромеханики океана ФАКТ МФТИ. Студенты кафедры изучают физическую океанографию, современные геофизические исследования океана, лабораторное моделирование, занимаются оптикой океана и машинным обучением, участвуют в проекте «Плавучий университет». Прийти на кафедру можно и после поступления в магистратуру или аспирантуру ФАКТ МФТИ.
