Разработка системы климатического мониторинга дальневосточных морей России и северо-западной части Тихого океана на основе мультиплатформенных наблюдений и оперативного гидродинамического моделирования

При обработке и анализе данных двухкоординатного лазерного деформографа, полученных во время прохождения тайфуна Хагупит по акватории Японского моря, исследуется возможность определения направления на тропические циклоны/тайфуны, а также отслеживания их перемещений. Поставленные задачи решаются на основе отработки технологии определения направления на места генерации первичных и вторичных микросейсм, а также микросейсм «голос моря» и выяснения связи зон их образования с перемещением тропических циклонов. В ходе выполнения работы определены зоны образования первичных и вторичных микросейсм, зарегистрированных двухкоординатным лазерным деформографом. Установлено, что по зарегистрированным микросейсмам можно определить основные характеристики ветрового волнения, порождаемого тайфуном, но нельзя определить место его расположения. При обработке данных двухкоординатного лазерного деформографа в диапазоне микросейсм «голос моря» установлена возможность определения направления зон образования микросейсм «голос моря», которые связаны с зонами наибольшей энергоемкости тайфунов, что позволяет отслеживать перемещение тайфунов. Описаны экспериментальные исследования и их результаты, проводимые в различных бухтах Приморского края России с помощью сверхчувствительного сенсора вариаций гидросферного давления и измерителя скорости звука с датчиками давления и температуры. Сопоставление натурных данных этих приборов позволило экспериментально рассчитать коэффициент преобразования данных сверхчувствительного сенсора вариаций гидросферного давления при регистрации морских волн с периодами от нескольких секунд до десятков минут. Рассмотрена задача о распространении низкочастотного звука в подводном звуковом канале в присутствие участков дна с высокой газонасыщенностью, обусловленной интенсивной эмиссией метана. Подобные участки характеризуются аномально низкой скоростью звука и, как следствие, высоким затуханием низкочастотного звука. В качестве примера рассмотрена модель подводного звукового канала (ПЗК), соответствующая гидрологическим условиям Охотского моря. Разработаны новые процедуры региональной настройки квазианалитических и модельных биооптических алгоритмов на примере залива Петра Великого (Японское море) для оценки биооптических характеристик морской воды. Разработан новый метод, учитывающий вертикальную изменчивость оптически активных компонентов морской воды в приповерхностном слое моря. Полученные алгоритмы и методы используются как для анализа гидродинамических явлений, так и для усовершенствованных алгоритмов оценки первичной продукции из данных спутникового зондирования. Полученные результаты расширяют возможности по интерпретации наблюдаемой разномасштабной изменчивости (в т.ч. климатической) из данных спутникового зондирования, а также позволяют создавать распределенные измерительные сети на больших морских акваториях. На основе численной модели океанской циркуляции INMOM и ROMS разработаны три модельные конфигурации, позволяющие проводить расчеты различных сценариев развития циркуляции Японского моря в условиях современных изменений климата. Результаты валидации ретроспективных расчетов указывают на высокую степень соответствия особенностей крупно- и мезомасштабной динамики, воспроизведенной в рамках расчетов, тем, что получены по данным спутниковых наблюдений, натурных измерений, а также современных океанских реанализов. Выполнено междисциплинарное исследование закономерностей распространения поля концентраций парниковых газов на примере метана в Японском и Охотском морях. В работе учтены газогеохимические, гидрологические, гидродинамические, сейсмотектонические факторы, в том числе с применением лагранжева анализа и численного эксперимента RIAM OM. Продолжены исследования по разработке системы термометрического мониторинга морских акваторий. Разработаны и экспериментально апробированы в береговой экспедиции новые технические средства, позволяющие осуществлять непрерывный мониторинг температурных режимов на шельфе и их изменчивость вследствие приливных и сезонных явлений.