Поиск внутренних волн, значимо модулирующих дистанционно определяемые коэффициенты яркости моря в заливе Посьета (Японское море)

Дистанционное детектирование внутренних волн (ВВ) по данным пассивного оптического зондирования вне зоны солнечного блика остаётся слабо изученным. В радиолокационных и ИК-методах, а также в пассивной оптике в зоне солнечного блика, основным механизмом проявления ВВ является изменчивость шероховатости или температуры поверхности. В пассивной оптике вне зоны блика возможен и другой механизм — модуляция коэффициентов яркости моря (Rrs) за счёт вертикальных смещений оптически активных слоёв. Ключевым условием формирования такого отклика является наличие вертикальных смещений, достаточно больших для значимой модуляции Rrs. Этот критерий не привязан к конкретному временному масштабу: потенциально он выполняется для любых ВВ, амплитуда которых достаточна для заметного перераспределения оптически активных компонентов в верхнем слое моря.
На основе автономных измерений зонда-профилографа «Винчи» в бухте Витязь (залив Посьета, Японское море) в июне–июле 2025 г. было показано наличие квази-инерционных колебаний в вертикальном распределении температуры, концентрации хлорофилла-а и показателя поглощения окрашенного растворённого органического вещества с амплитудами более 10м. С использованием региональной гидрооптической модели, реализованной в ПО Hydrolight и верифицированной по спутниковым данным OLCI, было показано, что вертикальные смещения оптически активных слоёв при прохождении таких волн формируют соответствующий значимый сигнал во временных рядах Rrs — при условии наличия многодневных высокочастотных (не менее 1 измерения в час) рядов в дневное время. Тот же механизм может работать и для других типов ВВ, включая полусуточные приливные, если их амплитуда достаточна.
Настоящая работа развивает это направление в двух аспектах. Во-первых, предпринимается попытка обнаружения ВВ, значимо модулирующих Rrs, в реальных данных геостационарного радиометра GOCI-II, обеспечивающего до 10 снимков в сутки с часовым интервалом; анализируются временные ряды Rrs с использованием периодограмм Ломба–Скаргла, оценивается влияние облачности, суточной изменчивости и инструментальных эффектов. Во-вторых, для контроля вклада изменчивости шероховатости морской поверхности привлекаются поляризационные измерения и численное моделирование в Hydrolight. Поляриметрия используется здесь не как альтернативный канал детектирования ВВ, а как дополнительный инструмент оценки того, насколько изменчивость Rrs, связанная с поверхностным волнением, способна маскировать сигнал, обусловленный вертикальными смещениями оптически активных слоёв.
Таким образом, работа направлена на проверку того, может ли изменчивость Rrs, связанная с вертикальными смещениями оптически активных слоёв, быть выделена в реальных данных GOCI-II на фоне шероховатости, облачности и суточной изменчивости. Такой анализ важен для интерпретации данных цвета моря в зонах действия ВВ и для оценки пределов применимости существующих методов.
Исследование выполнено за счёт гранта Российского научного фонда № 25-27-00747, https://rscf.ru/project/25-27-00747/