Группа радиофизики океана

Лаборатория оптики океана
С.В. Переслегин
С.В. Переслегин

Ivanov a
А.Ю. Иванов

Начало радиофизическим исследованиям океана в Институте океанологии было положено С.В. Переслегиным в 1978 г. с образованием радиофизической группы в Лаборатории исследования океана аэрокосмическими средствами (рук. К.Н. Федоров; в 1988-2005 гг. - В.Н. Пелевин).

С 2002 г. группа радиофизики океана структурно входит в Лабораторию оптики океана.

С момента образования и по настоящее время основные задачи группы состоят в целенаправленных исследованиях полей отраженного и собственного радиоизлучения океана в их взаимосвязи с гидрофизическими, акустическими и оптическими полями и явлениями.

В разное время в составе группы работали: В.В. Лобыцын, М.Ю. Шлемов, А.М. Королев, Ю.П. Синицын (все ИО РАН), А.И. Баскаков (МЭИ), Л.Б. Неронский (Концерн «Вега»), М.Ю. Достовалов (НИИТП) и И.В. Елизаветин (НПО машиностроения), И.В. Елизаветин (НПО машиностроения), З.А. Халиков и др.

В настоящее время радиофизическая группа состоит из 5 человек:

Основные направления научно-исследовательских работ:

  • изучение океанских явлений с помощью комплексов радиофизической (активной и пассивной) аппаратуры, в сочетании с оптическими, акустическими и гидрофизическими средствами;
  • теоретические и экспериментальные (лабораторные) исследования по взаимосвязям гидро- и радиофизических полей;
  • изучение океанских явлений со спутников, оснащенных измерительными радиофизическими средствами: радиолокаторами с синтезированной апертурой (РСА), скаттерометрами, интерферометрами и СВЧ-радиометрами; океанологическая интерпретация и анализ получаемых данных и изображений;
  • разработка специальных алгоритмов, позволяющих получать новую информацию об океанских явлениях с помощью спутниковой радиофизической аппаратуры;
  • физическое обоснование принципиально новых радиофизических методов изучения океана с кораблей и космических аппаратов;
  • разработка новых космических радиофизических средств, предназначенных для мониторинга и диагностики океанских явлений.

С начала 90-х гг. ХХ в., после запуска радиолокационных спутников «Алмаз-1» в СССР и ERS-1 в Европе, в ИО РАН стали активно развиваться экспериментальные методы исследования процессов и явлений в океане с помощью космической радиолокации, а также совместного использования информации других частотных диапазонов. В фокусе внимания группы - ветровое волнение, внутренние волны, океанские фронты и вихри, нефтяные загрязнения и др. явления в океане и атмосфере. По каждому из направлений получены новые результаты, большинство из которых опубликовано.

Наиболее значимые научные результаты, полученные в период с 1983 по 2016 г. следующие:

  • Разработка метода измерения спектров уклонов ветровых волн с движущегося судна - при помощи поляризационного СВЧ-радиометра с фокусированной антенной (=0,86 см) (С.В. Переслегин, М.Ю. Шлемов, 1990)
  • Разработка метода точного восстановления поля ТПО с использованием искусственного «подсвета» СВЧ-источником, который совмещен с приемником в одной и той же антенне, визирующей поверхность океана в надир (С.В. Переслегин, 1998).
  • Экспериментальные исследования скоростной структуры поверхностных волн с целью выяснения возможности дистанционных измерений скорости океанских течений на основе измерения доплеровских радиолокационных спектров, полученных как с движущегося судна (НИС «Дмитрий Менделеев»), так и с космического аппарата (КА «Алмаз-1»), и в специальных космическо-морских экспериментах (С.В. Переслегин, А.М. Королев, 1992-1996).
  • Анализ и обобщение результатов, полученных по морю радиолокатором с синтезированной апертурой отечественного космического аппарата «Алмаз-1» (А.Ю. Иванов с соавторами, 1995-1998).
  • Теоретическое обоснование панорамного радиовысотомера, позволяющего восстанавливать поле уровня океана, разработка алгоритма оптимальной обработки разностно-фазового сигнала и определение достижимых параметров - флуктуационной уровенной чувствительности, сдвиговых ошибок и необходимой энергетики (Ю.П. Синицын, С.В. Переслегин, А.И. Баскаков, 2000-2006).
  • Разработка алгоритма для восстановления радиальной составляющей вектора скорости течения при использовании внутренней калибровки РСА, что дает возможность измерения величины скорости течений с точностью ~0,1 м/c (С.В. Переслегин, М.Ю. Достовалов, Л.Б. Неронский, 2000-2004).
  • Изучение параметров панорамных радиолокаторов - РСА, регистрирующих поле мелкомасштабных поверхностных волн (т.е. поле УЭПР), и их экспериментальная проверка на примере анализа космических радиолокационных изображений (РЛИ) морской поверхности, содержащих проявления внутренних волн, течений, следы кораблей и нефтяные пятна (С.В. Переслегин и А.Ю. Иванов с соавторами, 2002-2003).
  • Разработка основ мультидатчикового и мультиспутникового мониторинга процессов и явлений в океане для решения задач мониторинга окружающей среды российских морей, и внедрение этого подхода в оперативную практику (А.Ю. Иванов с соавторами, 2003-2008).
  • Разработка геоинформационного (ГИС) подхода для картографирования пленочных загрязнений моря. На основе этого подхода впервые в отечественной практике получены карты распределения пленочных/нефтяных загрязнений для Каспийского, Черного, Баренцева, Охотского, Желтого и Восточно-Китайского морей (А.Ю. Иванов, 2004-2006). ГИС-подход в настоящее время активно используется в ряде государственных и коммерческих организаций, таких как в НИЦ «Планета», НЦ ОМЗ, ГК «СКАНЭКС».
  • Исследования с помощью космической радиолокации опасных явлений в атмосфере, оставляющих «отпечатки» на морской поверхности, таких как интенсивные атмосферные фронты, мезомасштабные циклонические вихри, новороссийская и новоземельская боры, черноморский фён и др. (А.Ю. Иванов, 2004, 2008, 2015, 2017).
  • Обоснование поляризационного метода для восстановления поля уклонов энергонесущих морских волн, исключающего эффект нелинейного взаимодействия мелких волн (ответственных за радиолокационное рассеяние) с крупными волнами (С.В. Переслегин, А.Ю. Иванов, И.В. Елизаветин, 2006).
  • Разработка идеи, содержания и наполнения интернет-каталога космических изображений океана «Океан-Атмосфера-Прибрежные зоны: Взгляд из космоса» (http://oceanfromspace.scanex.ru) (А.Ю. Иванов, 2006-2014).
  • Анализ и обобщение результатов радиолокационного мониторинга пленочных/нефтяных загрязнений российских морей, полученных в ходе выполнения различных проектов (А.Ю. Иванов с соавторами, 2007-2017).
  • Обоснование двухпозиционного метода радиолокации морской поверхности, использующего т.н. «дорожку подсвета» - квазизеркальную область визирования, обеспечивающую сверхширокую зону бокового обзора из космоса при высокой отражающей способности морской поверхности (С.В. Переслегин, З.А. Халиков, Л.Б. Неронский, 2007-2008).
  • Исследование с помощью космической радиолокационной съемки и ГИС-подхода и грифонных (естественных) нефтепроявлений Каспийского, Черного и Охотского морей, а также оз. Байкал (А.Ю. Иванов, 2004-2017).
  • Исследование природы, источников и причин появления судовых разливов в море (Терлеева, Иванов 2017)

Среди профессиональной деятельности сотрудников группы следует отметить международную научную деятельность, которая заключается в активном участии в работе конференций по дистанционному зондированию и космической радиолокации, таких как: PORSEC (Pan Ocean Remote Sensing Conference), IGARSS (International Geoscience and Remote Sensing Symposium), ERS/Envisat/Living Planet симпозиумы и др., а также в чтении лекций и проведении семинаров в зарубежных вузах: Океанском университете (КНР); Университете Чулалонгкорн (Таиланд), Центре дистанционного зондирования (Шри-Ланка).

Сотрудники радиофизической группы принимают участие в экспедиционной деятельности ИО РАН. С.В. Переслегин участвовал в трех рейсах: на НИС «Дмитрий Менделеев» (33 и 39 рейсы) и «Академик Иоффе» (12 рейс); А.Ю. Иванов - в 12 на НИС «Академик Сергей Вавилов» (13, 17, 22, 23 и 27 рейсы), «Академик Иоффе» (24, 25 и 27 рейсы) и «Профессор Штокман» (63, 99 рейсы).

В качестве экспертов специалисты радиофизической группы работают над проектами принципиально новых радиолокационных систем в НИИТП, ЦНИИМАШ и Концерне «Вега» (С.В. Переслегин), по спутниковому мониторингу Черного и Каспийскому морей в ГК «СКАНЭКС» (А.Ю.Иванов), а также участвуют в ряде проектов, финансируемых российскими инновационными компаниями (проект «Маринет»).

 

TPL_A4JOOMLA-WINTERLAKE-FREE_FOOTER_LINK_TEXT