Субмезомасштабные вихревые образования в прибрежной зоне юго-восточной части Балтийского моря по данным дистанционного спутникового зондирования и океанографических экспериментов в период 2014-2018 гг.

Ежегодно в летний период 2014-2018 гг. ИКИ РАН проводит экспедиционные работы в юго-восточной части Балтийского моря вдоль Российского побережья Калининградской области. Основная задача заключается в проведении комплексных подспутниковых океанографических экспериментов с целью верификации спутниковой информации. Лаборатория аэрокосмической радиолокации ИКИ РАН имеет большой опыт анализа спутниковой информации [1], однако для всестороннего понимания природы процессов, происходящих на поверхности моря, необходимо осуществлять верификацию получаемой информации.
По данным дистанционного спутникового зондирования поверхности моря в различных частях электромагнитного спектра был проведен статистический анализ особенностей встречаемости и локализации проявлений вихревых образований в прибрежной зоне моря ежегодно с 2014 по 2018 года в летний период (май-октябрь). В работе были использованы данные оптических сенсоров высокого разрешения MSI Sentinel-2A, -2B, а также данные OLI Landsat-8. По результатам работы было показано, что вихревая активность в поле оптических неоднородностей поверхности воды в прибрежной зоне Балтийского моря проявляется практически на каждом безоблачном спутниковом изображении в летний период года. Наиболее часто вихревые процессы зарождаются либо в открытой части моря, либо образуются при обтекании даунвеллинговым течением мыса Таран. Вихревые образования, зарождающиеся в открытой части моря, могут быть очень устойчивыми и проявляться не менее 7-10 дней на серии последовательных спутниковых изображений, в то время как вихри, образуемые за мысом Таран, наблюдаются короткий промежуток времени (не более 2-3 суток). Результаты статистических исследований по данным спутниковых радиолокационных сенсоров показали, что частота проявления на них вихревых процессов существенно ниже. Зачастую вихревые образования, проявляемые на оптических изображениях, не проявляются в поле радиолокационного сигнала, что связано с разрушением биогенных пленок при скорости ветра более 6-7 м/с, которые являются естественными трассерами этих процессов.
В ходе экспедиционных работ осуществлялась съемка параметров течений водной толщи от поверхности до дна акустическим профилографом течений с борта маломерного судна. По результатам работы в 2014 г. удалось обнаружить и описать сложную гидродинамическую вихревую структуру у м. Таран. Вихрь распространялся на глубину до 20 м и имел масштаб ~ 25 км. Данная вихревая структура была обнаружена и по данным спутниковых радарных измерений Radarsat-2 [2].
За время 5 экспедиций в акваторию моря было запущено 19 лагранжевых дрифтеров, оснащенных подводным парусом и средством дистанционной передачи данных в режиме реального времени. Результаты дрифтерных экспериментов позволили оценить влияние вихревых образований на характер прибрежной циркуляции вод и их влияние на распространение пассивных плавучих объектов. Было показано, что присутствие вихревого диполя может удерживать лагранжевые дрифтеры в строго локализованном регионе в течение не менее 10 дней [3]. При отсутствии в акватории моря субмезомасштабных вихревых образований распространение дрифтеров осуществляется по большой части акватории прибрежной зоны с последующим выносом на берег в определенных районах береговой линии в зависимости от преобладающей ветровой ситуации в регионе.
Работа выполнена в рамках проекта РНФ №14-17-00555.

Ссылка на видеотрансляцию доклада - https://youtu.be/pthvXcHH7Tc