Изменение мутности и коэффициента акустического обратного рассеяния
А.Д. Лисиченок, А.Н. Серебряный, Л.Л. Тарасов, А.И. Чепыженко
Связь характеристик обратного рассеяния звука с прозрачностью и динамикой вод в прибрежной зоне Черного моря
Представлены результаты экспериментальных исследований по одновременному измерению вертикальных профилей прозрачности воды и коэффициента объемного обратного акустического рассеяния в шельфовой зоне. Исследования проводились в прибрежной зоне Черного моря со стационарной платформы МГИ НАНУ с использованием ADCP “Rio Grande 600 kHz” и автономного турбидиметрического измерителя ИМП-2А. Обнаружено появление облаков повышенного рассеяния звука в ночное время, простирающихся от горизонта 10-15 м до дна. Выявлено, что подходящие в прибрежную зону внутренние боры сильно влияют на характеристики прозрачности вод и акустического рассеяния.
Акустический доплеровский профилометр течений (ADCP) помимо своего основного назначения – измерения течений обладает еще очень ценным свойством — видеть взвешенное в водной толще вещество, что открывает широкие возможности применения этого прибора для мониторинга различного назначения. ADCP излучая сигнал, который обратно рассеивается взвешенным веществом, под которым понимаются такие компоненты как, планктон, взмученные осадки, пузырьки воздуха и др. может достаточно подробно видеть их расположение в толще водного столба. Имея обратно рассеянный акустический сигнал, можно оценить концентрацию взвешенного в воде вещества. Среди взятых на вооружение методик по использованию ADCP в частности получило распространение использование прибора для мониторинга переноса осадков в припортовых акваториях. В натурных исследованиях в августе2005 г. с океанографической платформы МГИ НАНУ (близ П. Кацивели) нами была поставлена задача попытаться выявить возможную связь между характеристиками акустического объемного обратного рассеяния и характеристиками прозрачности вод в прибрежной зоне Черного моря.
В работе, вошедшей в настоящий сборник рассмотрены длительные наблюдения внутренних боров, проведенные с океанографической платформы в прибрежной зоне Черного моря в августе 2005 г. В период этих наблюдений с 24 по 26 августа проводились параллельные оптические измерения мутности воды. Акустические измерения проводились ADCP «RioGrande 600 kHz”. Гидрологические наблюдения велись многократными СТД-зондированями, также измерялись вертикальные колебания термоклина распределенными датчиками температуры. Для измерения мутности вод использовался автономный турбидиметрический измеритель (ИМП-2А), разработанный в МГИ НАНУ. Диапазон измерения: 0 – 50 FTU (0 – 30 мг/дм3). Допустимая глубина погружения – 100 м. Применение двухбазовой конструкции позволило существенно повысить чувствительность «мутномера» и его временную стабильность за счет исключения влияния загрязнения иллюминаторов (образования на них поверхностной пленки) на результат измерения — что особенно важно при длительном нахождении измерителя в водной среде. Зондирования «мутномером» проводились синхронно с СТД-зондированиями. Мутномер измеряет мутность водной среды, обусловленную наличием в ней суммарного взвешенного вещества (концентрацию частиц в воде в единице объема).
Таким образом, проведенные наблюдения позволили нам выявить некоторые закономерности характеристик обратного акустического рассеяния, прозрачности вод, их связи между собой и с динамикой вод в прибрежной зоне Черного моря. Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (проект 05-02-17406) и фирмы «TRDIEurope».
Открыть полную статью в новом окне (формат — pdf, размер 1,0 Мб)
