Разработка перспективных методов, программно-информационных и технических средств исследований гидрофизических, биогеохимических, оптических характеристик морской среды, в том числе методами дистанционного зондирования

Объект исследования – Черное море, арктические моря России, Атлантический океан. Цель работы – исследование гидрофизических, биогеохимических, оптических характеристик Черного моря, отдельных районов Арктики и Атлантического океана методами дистанционного зондирования. В процессе работы применялись следующие методы исследований – картографический и сравнительно-географический анализ, статистическая обработка, корреляционный анализ, дистанционное зондирование с помощью спутников, контактные измерения с помощью термопрофилирующих дрейфующих буев и буев Био-Арго. В ходе выполнения работы получены следующие научные результаты. Исследована вертикальная изменчивость течений на периферии апвеллинга, а также проведена оценка поступления опреснённых вод в район западной Атлантики. Даны оценки вихревого транспорта соли на основе методов идентификации вихрей. Исследовано влияние характеристик проникновения коротковолновой радиации на суточный прогрев вод. Выполнен ряд численных экспериментов по моделированию событий экстремального дневного прогрева с использованием модели РОМ. Найдено частное аналитическое решение для нелинейной системы уравнений модели Крауса-Тернера при специальном выборе параметров атмосферного воздействия. Выявлена изменчивость толщины ВКС в рамках расчета модели при совместном действии двух противоположно направленных механизмов (потока тепла и скорости ветра), определяющих эти характеристики. Разработан алгоритм использования Фурье трансформации для анализа и обработки видео, по результатам применения которого возможно отделение волн, имеющих разные пространственные характеристики и происхождение. Разработан алгоритм использования взаимно корреляционной функции для нахождения пространственных характеристик морского волнения. Создан алгоритм съемки с малых высот внутренних волн в открытом море, алгоритм геотрансформации видео под углом наклона камеры относительно горизонта, и получения пространственных характеристик оптического проявления внутренней волны на поверхности. Разработан алгоритм отслеживания по видеосъемке скоростей перемещения отдельных льдин, а также сопоставления видео в оптическом диапазоне с видео в термическом диапазоне. Исследовано воздействие ветра на пространственно-временные особенности взмучивания донных отложений Азовского моря по спутниковым данным среднего и высокого разрешения. Исследованы особенности ветрового воздействия на трансформацию ледовых полей в предпроливных зонах Чукотского моря. Исследованы интенсивные случаи развития кокколитофоридов в Мраморном море. Исследована пространственно-временная изменчивость двойных подповерхностных максимумов концентрации хлорофилла в Черном море по данным буев Арго. Исследована сезонная изменчивость растворенного кислорода в изопикнических координатах по данным буев Био-Арго. Проведено сравнение среднегодовых концентраций растворенного кислорода на различных горизонтах условной плотности: для СЗШ (ограниченного изобатой 200 м), западного и восточного круговоротов (ограниченных изобатой 1500 м). Оценены величины дисперсии концентрации кислорода на различных изопикнах по данным моделирования NEMO+BFM. Исследовано влияние вихрей различного знака на сезонную изменчивость и вертикальное распределение растворенного кислорода в Черном море на основе метода идентификации вихрей по альтиметрическим измерениям и многолетнего массива гидрохимических измерений. Оценена зависимость кислородозапаса в вихрях от их орбитальной скорости на основе расчетов биохимической модели BFM+NEMO. Проведен детальный анализ статистического распределения кислорода в вихрях разного знак, оценена сезонная и межгодовая изменчивость аномалий этих величин.