Определение динамических характеристик поверхностных и внутренних волн в районе речного плюма реки Бельбек по данным оптической и инфракрасной камеры БПЛА

В работе, для определения характеристик ветрового волнения и скорости течений во время интенсивного стока реки Бельбек, использовался БПЛА типа DJI enterprise 2 dual, с бортовой оптической и инфракрасной видео камерой.
Съемка в надир с БПЛА на высоте 150 метров проводилась в июле 2021 года, в районе устья реки Бельбек в Черное море. Для восстановления скоростей и направления течений речного плюма, была выполнена пространственная коррекция и фрагментация кадров видеосъемки.
По результатам съемки выделяются три типа движений с различными пространственно-врменнными масштабами: ветровое волнение, внутренние волны и скорости потока впадающих речных вод. Речной поток выделяется только по данным инфракрасной камеры, с помощью которой регистрировался холодный, обильный после сильных осадков, плюм Бельбека.
Для нахождения скоростей потока высокочастотные колебания были отфильтрованы и во фрагментах смежных кадров, применялся алгоритм взаимной кросс-корреляции. По результатам анализа были выделены динамические вихревые структуры, образуемые в результате интенсивного речного стока, рассчитаны скорости в приустьевой и удаленной от берега зоне, достигающие 1м/с.
На меньших временных масштабах в ИК- и оптическом диапазоне видны, волны вызываемые ветровым воздействием. На основе спектрального анализа определены пространственно-временные диаграммы поверхностных волн для нескольких районов, исследована их тнансформация.
Кроме этого по данным видеосъемки отчетливо выделялись круговые волны распространяющиеся от устья плюма к его фронту. Эти явления предположительно были связаны с пульсацие речного стока и представляли собой внутренние волны. Данные видеосъемки БПЛА позволили определить скорость распространения этих волн и их пространственно-временные характеристки.
Такиим образом, данные низковысотной съемки с БПЛА, в особенности в разных диапазонах, позволяют определять динамические характеристики водной массы с высоким разрешением и частотой. Данные БПЛА могут быть использованы как для отдельных расчетов, так и для моделирования вместе с измерениями in-situ. Предложенные методы могут быть использованы для исследования динамики прибрежной зоны на различных временных и пространственных масштабах.