Том 38, номер 11, статья № 8

Аннотация:

Целью работы является нахождение оптимальной длины волны зондирующего излучения подповерхностного водного слоя из воздушной среды для определения: наименьшего поглощения излучения, минимальной паразитной флуоресценции, минимальной расходимости излучения, минимального рассеяния излучения в толще воды. Данные параметры зависят от типа используемого зондирующего лазера. Объектом исследований являлись образцы воды из Черного моря, взятые в 200 м от берега непосредственно перед проведением исследований, и образцы, хранившиеся год в светозащищенной герметичной таре. Для обоих образцов исследованы: индикатриса рассеяния излучения, спектральные коэффициенты пропускания, расходимость лазерного пучка, распределение по размерам содержащейся в образцах органической взвеси и ее влияние на спектры флуоресценции. Использовались серийные полупроводниковые лазеры с длинами волн 450, 520 и 660 нм. Показано, что оптимальный лазер для подводного зондирования – лазер с длиной волны 450 нм, поскольку такое излучение имеет наименьшее ослабление в толще воды (0,5 дБ/м), наименьшее пятно рассеяния и минимальную флуоресценцию. Частицы органической взвеси в образцах, взятых непосредственно перед исследованиями и хранившихся год, существенно не влияют на гидрооптические характеристики морской воды. Результаты исследований могут быть использованы при проектировании надводных и подводных систем лазерного зондирования морской поверхности.

Ключевые слова:

морская вода, Черное море, рассеяние света, лазерное зондирование поверхности воды

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Hao Y., Yuan Y., Zhang H., Zhang Z. Underwater optical imaging: Methods // Appl. Perspect. Remote Sens. 2024. V. 16. P. 3773. DOI: 10.3390/rs16203773.
2. Chen Y., Guo S., He Y., Luo Y., Chen W., Hu S., Huang Y., Hou C., Su S. Simulation and design of an underwater lidar system using non-coaxial optics and multiple detection channels // Remote Sens. 2023. V. 15. P. 3618. DOI: 10.3390/rs15143618.
3. Стерлядкин В.В., Куликовский К.В., Бадулин С.И. Натурные измерения формы морской поверхности и одномерного пространственного спектра волнения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21, № 1. С. 270–285.
4. Sterlyadkin V.V. The problem of reconstructing the profile of the sea surface from the video image of laser beams // Oceanology. 2024. V. 64, N 3. P. 342–352. DOI: 10.31857/S0030157424030022.
5. Шулейкин В.В. Краткий курс физики моря. Л.: Гидрометиздат, 1959. 477 с.
6. Доронин Ю.П. Физика океана. Л.: Гидрометиздат, 1978. 296 с.
7. Маньковский В.И., Маньковская Е.В., Соловьев М.В. Гидрооптические характеристики Черного моря: Справочник. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2009. 92 с.
8. Карабашев Г.С. Оптика океана. Т. 1. Физическая оптика океана / под ред. А.С. Монина. 1983. М.: Наука, 1983. 371 с.
9. Man’Kovsky V.I. Yellow substance in the surface waters of the eastern part of the tropical Atlantic // Phys. Oceanograph. 2015. N 3. P. 50–57. DOI: 10.22449/1573-160X-2015-3-50-57.
10. Pope R.M., Fry E.S. Absorption spectrum (380–700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements // Appl. Opt. 1997. V. 36, N 33. P. 8710–8723.
11. Маньковский В.И. Экспериментальные и теоретические данные о точке пересечения индикатрис рассеяния света морской водой // Физика атмосф. и океана. 1975. Т. 11, № 12. С. 1284–1293.
12. Маньковский В.И. Спектральная изменчивость коэффициента асимметрии индикатрисы рассеянна света морской водой // Океанология. 1984. Т. 24, вып. 1. С. 63–69.
13. Маньковский В.И. Изменение коэффициента асимметрии индикатрисы рассеяния света природных вод, содержащих органические частицы / В.И. Маньковский // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2016. Т. 52, № 3. С. 373. DOI: 10.7868/S0002351516030081.EDN WALSOJ.
14. Mankovsky V.I., Mankovskaya E.V. Relation of suspended organic particle size with water productivity // Proc. SPIE 11560, 26th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics, Atmospheric Physics. 12 November. 2020. N 115603L. URL: https://doi.org/10.1117/12.2574977.
15. Маньковский В.И., Маньковская Е.В. Способ оценки показателя вертикального ослабления нисходящей облученности по показателю ослабления света в водах Черного моря // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2024. Вып. 17. С. 84–90. URL: https://doi.org/10.59887/2073-6673.2024.17(3)-7.
16. Korchemkina E.N., Mankovskaya E.V. Optical properties of the Black Sea waters near oceanographic platform during coccolithophore blooms in 2012 and 2017 // Fundamental Appl. Hydrophys. 2020. V 13, N 2. P. 25–34. DOI: 10.7868/S2073667320020033.