Исследование физических причин, вызывающих изменчивость сигнала обратного акустического рассеяния донной станции ADCP в прибрежной зоне Черного моря (Полигон "Геленджик")

Приводится анализ изменчивости интенсивности обратного акустического рассеяния (эхо-сигнала) измеренного в 2011-2012 гг. донной станцией ADCP (AWAC 1000 кГц), установленной на гидрофизическом полигоне ИО РАН в прибрежной зоне Черного моря в районе г. Геленджик. Прибор находился на глубине 25 м и на расстоянии 1.1 км от берега. Согласно методике, изложенной в работе [1], была проведена амплитудная калибровка аппаратной передаточной функции приемного тракта ADCP. После этого интенсивность эхо-сигнала не зависела от расстояния между горизонтом рассеяния и прибором, а определялась присутствием в воде планктона, минерального взвешенного вещества, пузырьков воздуха и плотностных неоднородностей. Из-за одновременного влияния на эхо-сигнал различных факторов, возникают сложности в интерпретации получаемых результатов. При этом полезно использовать данные спутниковых измерений концентрации взвеси и хлорофилла «а» в приповерхностном слое моря. Анализ этих данных позволяет выделять районы с повышенной концентрацией взвеси, области цветения фитопланктона, а также вихревые структуры в поле течения.
За исследуемый период было выделено 30 событий резкого увеличения интенсивности эхо-сигнала. Проведен сравнительный анализ интенсивности эхо-сигнала с параметрами ветровых волн, рассчитанных при помощи волновой модели SWAN. Особенности моделирования волнения для данной акватории описаны в работе [2]. Выявлено, что при высоте значительных волн более 1 м наблюдается увеличение интенсивности эхо-сигнала, что связано с взмучиванием донных отложений при обрушении волн на мелководье. Обнаружено, что в районе исследований 60 процентов наблюдаемых событий увеличения интенсивности эхо-сигнала связано с ветровым волнением. Большинство остальных случаев связаны с влиянием стока рек после выпадения обильных атмосферных осадков, с воздействием сильного ветра (образование пузырьков воздуха) и цветением кокколитофорид.