О возможностях акустического мониторинга поля Основного черноморского течения

В. К. Богушевич, Л. Н. Замаренова, Н. С. Каташинская, М. И. Скипа

Отделение гидроакустики Морского гидрофизического института НАН Украины, г. Одесса

Аннотация

Рассматриваются основные проблемы акустического мониторинга течений (точность измерения времени, рассеяние звука на неоднородностях среды, использование линейной инверсии) и возможности их решения в условиях Черного моря. Для восстановления поля Основного Черноморского течения предлагается метод лучевой реконструкции на основе горизонтального и вертикального сканирования, приводятся результаты численного моделирования задачи восстановления поля.

Ключевые слова

акустический мониторинг течений, лучевое зондирование, линейная инверсия, встречное распространение, акустическая невзаимность, рассеяние, лучевая реконструкция, горизонтальное и вертикальное сканирование, восстановление поля течений

Для цитирования

Богушевич В. К., Замаренова Л. Н., Каташинская Н. С., Скипа М. И. О возможностях акустического мониторинга поля Основного черноморского течения // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2010. № 22. С. 61–82. EDN WTBHSH.

Bogushevich, V.K., Zamarenova, L.N., Katashinskaya, N.S. and Skipa, M.I., 2010. About Possibilities of Acoustic Monitoring of RIM Current Fields. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources, 22, pp. 61–82 (in Russian).

Список литературы

  1. Munk W., Wunsch C. Ocean acoustic tomography: A scheme for large scale monitoring // Deep-Sea Res. – 1979. – 26. – P. 123–161.
  2. Worcester P. Reciprocal acoustic transmission in a midocean environment // J. Acoust. Soc. Amer. – 1977. – 62, № 4. – P. 895–905.
  3. Stallworth L. A new method for measuring ocean and tidal currents // IEEE Int. Conf. Eng. Ocean Environ., Seattle, Washington, 25-28 September 1973. – P. 55–58.
  4. Howe B.M., Worcester P.F., Spindel R.C. Ocean acoustic tomography: mesoscale velocity // J. Geophys. Res. – 1987. – 92, С4. – P. 3785–3805.
  5. Worcester P., Spindel R., Howe B. Reciprocal acoustic transmissions: Instrumentation for mesoscale monitoring of ocean currents // IEEE J. Ocean. Eng. – 1985. – 10, № 2. – P. 123–137.
  6. Munk W., Worcester P. Ocean acoustic tomography. The sense of excitement and discovery remains. – http://www.tos.org/oceanography/issues/issue_archive/issue_pdfs/1_1/1.1_munk_worcester.pdf (он-лайн 11.10.2010).
  7. Cornuelle B., Wunsch C., Behringer D., Birdsall T., Brown M., Heinmiller R., Knox R., Metzger K., Munk W., Spiesberger J., Spindel R., Webb D., Worcester P. Tomographic maps of the ocean mesoscale. Part 1: Pure acoustics // J. Phys. Oceanogr. – 1985. – 15, № 2. – Р. 133–152.
  8. Михин Д. Ю. Прямые и обратные задачи лучевой акустики движущейся среды: Дис. на соиск. уч. ст. канд. физ.-мат. наук: 01.04.06. – М., 1994.
  9. Worcester P., Cornuelle B. Ocean acoustic tomography: Currents // IEEE Second Working Conf. Current Measurements, 1982. – P. 131–134.
  10. Spindel R., Worcester P., Webb D., Boutin P., Peal K., Bradley A. Instrumentation for ocean acoustic tomography // Oceans 82 Conf. Rec., Sept. 1982. – P. 92–99.
  11. Ugincius P. Ray acoustic and Fermat’s principle in a moving inhomogeneous medium // J. Acoust. Soc. Am. – 1972. – 51, № 5(Pt.2). – P. 1759–1763.
  12. Гончаров В. В., Куртепов В. М. Успехи и проблемы акустической томографии океана // Акустические волны в океане / Под ред. Л. М. Бреховских, И. Б. Андреевой. – М.: Наука, 1987. – С. 15–23.
  13. Аки А., Ричардс П. Количественная сейсмология. – М.: Мир, 1983. – Т. 2. – 880 с.
  14. Гончаров В. В., Зайцев В. Ю., Курпетов В. М., Нечаев А. Г., Хилько А. И. Акустическая томография океана. – Н. Новгород: ИПФ РАН, 1997. – 256 с.
  15. Ocean tomography group: A demonstration of ocean acoustic tomography // Nature. – 1982. – 299. – P. 121–125.
  16. Spindel R.S. Ocean acoustic tomography. A new measuring tool // Oceanus. – 1982. – 25, № 2. – P. 12–21.
  17. Kerr R.A. Acoustic tomography at the ocean // Science. – 1982. – 217, № 4554. – P. 38.
  18. Богушевич В. К., Замаренова Л. Н., Скипа М. И. О точности восстановления поля Основного черноморского течения при акустическом мониторинге // Функционирование и эволюция экосистем Азово-Черноморского бассейна в условиях глобального изменения климата, Кацивели, 7-11 сентября 2010 г.
  19. Богушевич В. К., Скипа М. И. Акустический мониторинг в Черном море (в печати).
  20. Spiesberger J.L. Ocean acoustic tomography: Travel time biases // J. Acoust. Soc. Am. – 1985. – 77, № 1. – P. 83–100.
  21. Sanford T.B. Observations of strong current shears in the deep ocean and some implications on sound rays // J. Acoust. Soc. Am. – 1974. – 56. – P. 1118–1121.
  22. Howe B.M. Ocean tomography: mesoscale velocity / PhD Thesis. – Univ. of Calif., San Diego, La Jolla, 1986.
  23. Бреховских Л. М., Лысанов Ю. П. Теоретические основы акустики океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1982. – 262 с.
  24. Федоров К. Н. О тонкой структуре физических полей в океане // Вестн. АН СССР. – 1978. – № 2. – С. 3–9.
  25. Ewart T.E. Acoustic fluctuation in the open ocean – a measurement using a fixed refracted path // J. Acoust. Soc. Am. – 1976. – 60, № 1. – P. 46–59.
  26. Flatte S.M. Wave propagation through random media: Contributions from ocean acoustics // Proc. IEEE. – 1983. – 71. – P. 1267–1294.
  27. Флатте С. Распространение звука во флуктуирующем океане / Под ред. И. Б. Андреевой. – М.: Мир, 1982. – 336 с.
  28. Акустика океана / Под ред. Л. М. Бреховских. В 9 ч. Ч. 1. Океанологические характеристики, важные для акустики океана / Агеева Н. С., Воловов В. И., Житковский Ю. Ю., Чупров С. Д., Швачко Р. Ф. – М.: Наука, 1974. – 696 с.
  29. Портер Р. П. Акустическое зондирование пространственно-временных неоднородностей океана // Акустика океана / Под ред. Дж. Де Санто. – М.: Мир, 1982. – С. 271–313.
  30. Munk W., Zacharisen F. // J. Acoust. Soc. Am. – 1976. – 59. – P. 818–830.
  31. Flatte S.M., Tappert F.D. // J. Acoust. Soc. Am. – 1975. – 58. – P. 1151–1159.
  32. Богушевич В. К., Замаренова Л. Н., Скипа М. И. О рассеянии звука, френелевских размерах и «толщине» лучей в задачах акустического лучевого зондирования // Актуальные аспекты физико-механических исследований. Акустика и волны. – Киев: Наукова думка, 2007. – С. 44–55.
  33. Богушевич В. К., Замаренова Л. Н., Скипа М. И. О «толщине» лучей и возможностях акустического лучевого зондирования в условиях мелкого моря // Консонанс-2007. Акустичний симпозіум 25-27 вересня 2007 р. – Київ: Ін-т гідромеханіки, 2007. – С. 26–32.
  34. Богушевич В. К., Замаренова Л. Н., Скипа М. И. О возможности выявления донных газовыделений на шельфе Черного моря методом акустического зондирования // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. – С. 88–96.
  35. Aki K., Christofferson A., Husebye E.S. Determination of the three-dimensional seismic structure of the lithosphere // J. Geophys. Res. – 1977. – 82. – P. 277–296.
  36. Богушевич В. К., Замаренова Л. Н., Скипа М. И. О возможностях акустического мониторинга вихревого образования // Консонанс-2009. Акустичний симпозіум 29 вересня – 1 жовтня 2009 р. – Київ: Ін-т гідромеханіки, 2009. – С. 96–102.
  37. Михин Д. Ю., Годин О. А., Чепурин Ю. А., Гончаров В. В., Буренков С. В., Алейник Д. Л., Писляков В. В. Динамическая томография Средиземного моря // Акустика океана. – М.: ГЕОС, 1998. – С. 24–30.
  38. Гончаров В. В., Чепурин Ю. А., Алейник Д. Л. Экспериментальное исследование внутритермоклинной линзы Средиземного моря и возможности ее дистанционного обнаружения // Изв. АН СССР. ФАО. – 2003. – 39, № 4. – С. 680–690.
  39. Гончаров В. В., Куртепов В. М. Численные эксперименты по томографии океана // Акустика океанской среды / Под ред. Л. М. Бреховских, И. Б. Андреевой. – М.: Наука, 1989. – С. 107–115.

Файлы

 Полный текст (русский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.