Экспериментальные исследования параметров ветрового волнения на шельфе Черного моря
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (проект 20-17-00060) и РФФИ (проекты 19-45-230002, 18-05-80035, 19-05-00041, 20-05-00009).
В настоящее время два волномерных устройства входят в состав измерительной аппаратуры гидрофизического полигона РАН в районе г. Геленджика. Накопленные и получаемые в режиме реального времени интегральные характеристики ветрового волнения могут быть востребованы специалистами в области оперативной и спутниковой океанографии.
В распоряжении Южного отделения Института океанологии РАН имеются результаты прямых инструментальных наблюдений за параметрами ветрового волнения, выполненные в шельфовой зоне северо-западного побережья Черного моря
Краткая характеристика волномерных устройств:
1. Волновой буй Datawell Waverider. Период постановки: 1996-2003 гг. По объему и качеству полученных данных является наилучшим на данный момент. Глубина места – 80 м, расстояние от берега – 4 мили.
2. Действующий профилограф RDI ADCP WH 600. Установлен в 2017 г. в рамках гидрофизического полигона ИО РАН. Глубина места – 26 м, расстояние от берега – 1 миля. ADCP подсоединен подводным кабелем к береговому электропитанию и центру сбора данных на пирсе ЮО ИО РАН.
3. Действующий волновой буй Spoondrifter Spotter. Установлен в июле 2020 г. Глубина места – 76 м, расстояние от берега – 4 мили. Оснащен солнечными батареями, использует сотовую связь для передачи данных.
Расположение волноизмерительных приборов
Состав получаемой с ADCP и Spotter информации определяется процедурами обработки частотных и двумерных спектров поверхностного волнения. С дискретностью в полчаса пользователь получает величины:
• значительных и средних высот волн;
• средних периодов и периодов пика спектра;
• средних направлений распространения и углового рассеивания
Отличительной особенностью Spotter является запись хронограмм трех компонент смещения буя с частотой 2.5 Гц, причем запись ведется непрерывно с момента начала регистрации (23 июля в нашем случае). Это позволяет, при необходимости, реализовывать собственные алгоритмы обработки волновой информации. Основные параметры волнения, получаемые с буя Spotter, доступны по ссылке https://spotters.sofarocean.com/?spotter-filter=SPOT-0104.
Здесь представлена текущая (актуальная) информация по волнению, также есть возможность просмотра архива накопленных данных.
Информация, получаемая в режиме реального времени с буя Spotter
В настоящее время представленный эксперимент – единственный в России. Отметим также, что волноизмерительные установки расположены в двух важных точках: зоне трансформации волнения и на мелководье.
Ниже приведены примеры полученной (и получаемой) информации о состоянии взволнованной поверхности.
Волновой буй Datawell Waverider. Значительные высоты волн, средние периоды, периоды пика спектра и направления волнения за 1996, 1997, 1998 гг.
Волновой буй Datawell Waverider. Значительные высоты волн, средние периоды, периоды пика спектра и направления волнения за 2000, 2001, 2002, 2003 гг.
Профилограф ADCP. Значительные высоты волн за 2017-2020 гг.
Волновой буй Spotter. Значительные высоты волн за 2020 г.
Волновой буй Spotter. Восточная (x), северная (y) и вертикальная (z) компоненты смещения буя