Выполнены анализ и обобщение архивных натурных данных об обрушениях ветровых волн, полученных ранее со Стационарной океанографической платформы МГИ с помощью видеосъемки морской поверхности. Получены статистические характеристики обрушений и их распределения. Рассмотрена связь характеристик обрушений со скоростью ветра и возрастом ветровых волн. Получено согласие с выводами других авторов. На основе теории Филлипса (1985) предложена модель диссипации энергии ветровых волн, вызванной их обрушениями. Выполнена проверка модели на натурных данных.

Разработана методика оценки вектора скорости течения и глубины моря по оптическим спутниковым изображениям, полученным со спутников Sentinel-2, Ресурс-П, а также алгоритм восстановления спектра поверхностных волн по изображениям морской поверхности в зоне солнечного блика на основе измерений со спутников и БПЛА. Результаты экспериментов, в ходе которых была протестирована методика, продемонстрировали эффективность применения аэрофотосъемки и спутниковых данных для измерения параметров поверхностных волн.

Разработана двумерная параметрическая модель эволюции поверхностных волн в поле неоднородного ветра, применимая к случаю тропических циклонов. Рассмотрен частный случай урагана Гони, продемонстрировавший широкие возможности комбинирования различных типов спутников данных (радиолокационные, альтиметрические, скаттерометрические) и результатов численного моделирования для исследования и прогноза волн в ураганах. Установлена автомодельность развития волнения в тропических циклонах, на основе которой предложен алгоритм быстрой предварительной оценки полей волнения, генерируемых циклонами. Выполнено моделирование полей ветровых волн и их эволюции для ряда наблюдавшихся ураганов и полярных синоптических образований.

Проведена серия натурных экспериментов по исследованию характеристик радиолокационного сигнала, рассеянного морской поверхностью. Разработана эмпирическая модельная функция для радиолокационного сечения обратного рассеяния на морской поверхности в миллиметровом диапазоне. Дана интерпретация полученным данным на основе двухмасштабной модели рассеяния с привлечением вклада неполяризованной компоненты, обусловленной обрушениями ветровых волн. Впервые измерены и опубликованы характеристики доплеровских сдвигов частоты морской поверхности в широком диапазоне углов наблюдения (от надирных до скользящих) для миллиметровых радиоволн (Ка-диапазон). Предложены физическая интрепретация полученных измерений и модель среднего доплеровского сдвига морской поверхности.

Выполнен подспутниковый эксперимент (20 сентября 2021 г.) совместно с НИИ Аэрокосмос. Спутниковая съемка сверхвысокого разрешения (40 см) проведена со спутника WorldView-3 оптическим радиометром WV-110. Наземные измерения включают метеоданные с метеостанции Davis Vantage Pro2, волнографические измерения решеткой из 6 волнографов, видеозаписи для оценки характеристик обрушений ветровых волн. Разработан новый метод восстановления углового распределения в спектре ветровых волн, восстановленном по спутниковым изображениям высокого разрешения видимого диапазона.

Разработан и установлен на океанографической платформе опытный образец аппаратно-программного комплекса для дистанционного проведения натурных экспериментов при сильных и экстремальных ветрах. Дистанционно получены метео- и волновые данные, включая видеозаписи для оценки характеристик обрушений ветровых волн в широком диапазоне метеоволновых условий. Путем анализа волнографических записей, полученных с платформы за 2009-2023 гг., создана база данных о затухании зыби в условиях развития от берега молодых ветровых волн. База данных будет использована при разработке и валидации теоретической модели взаимодействия волн зыби и ветровых волн, происходящего благодаря обрушениям ветровых волн.

Выполнено исследование экстремального шторма на Черном море в ноябре 2023 г. в терминах характеристик полей ветра и волн на основе модельных расчетов, спутниковых данных и натурных измерений. Получено, что при шторме максимальные высоты волн и максимальные периоды волн превышали 9 м и 13 с соответственно. Показано, что результаты расчетов подтверждаются большим объемом спутниковых данных. Расчет характеристик волн вблизи океанографической платформы согласуется с контактными измерениями с платформы. Затенение волн Крымским полуостровом привело к понижению в два и более раз высоты экстремальных волн в протяженной прибрежной акватории от южной оконечности полуострова до м. Чауда.

Исследована модуляция обрушений ветровых волн длинными волнами. Работа выполнена по данным, полученным в ходе специализированных экспериментов с океанографической платформы в Кацивели. Модуляция обрушений выражается в их усилении вблизи гребня длинной волны и подавлении во впадине. Разработана феноменологическая модель явления, объясняющая как сильный наблюдаемый отклик обрушений на длинные волны, так и смещение максимума модуляции вдоль профиля волны. Модуляция обрушений коротких волн влияет на скорость роста длинных волн, потому её учет принципиально важен при рассмотрении развития волн в ураганах.

Для корректного учета вклада морских экосистем в бюджет углерода в условиях роста антропогенного загрязнения атмосферы углекислым газом, а также для приложения к моделированию климата, нужна оценка эффекта пузырьковой фракции в поглощении углекислого газа океаном при обрушении ветровых волн. В настоящий момент рутинные оценки потока углекислого газа над морем, основанные на измерении концентрации СО2 в воде и атмосфере, опираются на параметризации через скорость ветра, хотя более точная и физически обоснованная параметризация должна включать параметры состояния морской поверхности, в особенности, возраст волн. Натурные исследования характеристик пузырьковой фракции, выполненные со Стационарной океанографической платформы, показали явную зависимость глубины проникновения пузырьков, возникающих при обрушении волн, от параметров волнения, в особенности, от возраста волн.

Fan S., V. Kudryavtsev, B. Zhang, and W. Perrie, (2024). Radar Scattering Features Under High Wind Conditions from Spaceborne Quad-Polarization SAR Observations. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, VOL. 62, 2024, https://doi.org/10.1109/TGRS.2024.3427411.

Yurovsky Yu. Yu., V. N. Kudryavtsev, M. V. Yurovskaya, P. D. Pivaev, S. A. Grodsky, (2024).Tropical cyclone signatures in SAR ocean radial Doppler Velocity, Remote Sensing of Environment, V. 311, 2024, 114251, ISSN 0034-4257, doi: 10.1016/j.rse.2024.114251.

Yurovskaya, M.V., Shokurov, M.V., Barabanov, V.S. et al. Wind and Wave Hindcast and Observations During the Black Sea Storms in November 2023. Pure Appl. Geophys. 181, 3149–3171 (2024). https://doi.org/10.1007/s00024-024-03592-z

Cheshm Siyahi, V., Zabolotskikh, E.V., Kudryavtsev, V.N.: Evaluating and adjustin ERA5 wind speed for extratropical cyclones and polar lows using amsr-2 observations. Physical Oceanography 31(4) (2024)

Li, G.; He, Y.; Wen, J.; Liu, G.; Kudryavtsev, V.; Lu, X.; Perrie, W. (2024). The Characteristics of Submesoscale Eddies near the Coastal Regions of Eastern Japan: Insights from Sentinel-1 Imagery. J. Mar. Sci. Eng. 2024, 12, 761. https://doi.org/10.3390/jmse12050761

B. Zhang, L. Wen, W. Perrie and V. Kudryavtsev, (2024). "Sea Surface Height Response to Tropical Cyclone from Satellite Altimeter Observations and SAR Estimates," in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, doi: 10.1109/TGRS.2024.3371168.

Manilyuk, Yu. V., Fomin, V. V., Yurovsky, Yu. Yu., & Bagaev, A. V. (2024). Sea Level Oscillations Spectra of a Shallow Coastal Bay: Cost-Effective Measurements and Numerical Modelling in Kruglaya Bay. In Regional Studies in Marine Science (p. 103326). Elsevier BV. https://doi.org/10.1016/j.rsma.2023.103326

Cheshm Siyahi, V.; Kudryavtsev, V.; Yurovskaya, M.; Collard, F.; Chapron, B. On Surface Waves Generated by Extra-Tropical Cyclones—Part I: Multi-Satellite Measurements. Remote Sens. 2023, 15, 1940. https://doi.org/10.3390/rs15071940

Cheshm Siyahi, V.; Kudryavtsev, V.; Yurovskaya, M.; Collard, F.; Chapron, B. On Surface Waves Generated by Extra-Tropical Cyclones—Part II: Simulations. Remote Sens. 2023, 15, 2377. https://doi.org/10.3390/rs1509237

Vladimir Kudryavtsev,· Vahid Cheshm Siyahi,· Maria Yurovskaya, ·Bertrand Chapron. On Surface Waves in Arctic Seas. Boundary-Layer Meteorology (2023) 187:267–294 https://doi.org/10.1007/s10546-022-00768-9

Yurovsky, Yu.Yu.; Kudryavtsev, V.N.; Grodsky, S.A.; Chapron, B. On Doppler Shifts of Breaking Waves. Remote Sens. 2023, 15, 1824. https://doi.org/10.3390/rs15071824

Maria Yurovskaya, Vladimir Kudryavtsev, Bertrand Chapron, A self-similar description of the wave fields generated by tropical cyclones, Ocean Modelling, Volume 183, 2023, 102184, ISSN 1463-5003, https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2023.102184.

Dulov, V.A.; Skiba, E.V.; Kubryakov, A.A. Landsat-8 Observations of Foam Coverage under Fetch-Limited Wave Development. Remote Sens. 2023, 15, 2222. https:://doi.org/10.3390/rs15092222

Yurovskaya, M.; Kudryavtsev, V.; Chapron, B. Spatial Probability Characteristics of Waves Generated by Polar Lows in Nordic and Barents Seas. Remote Sens. 2023, 15, 2729. https://doi.org/10.3390/rs15112729

Kudryavtsev, V.; Stokoz, A.; Khvorostovsky, K. On Barotropic Response of Arctic Seas to Polar Lows: A Case Study in the Barents Sea. Remote Sens. 2023, 15, 4239. https://doi.org/10.3390/rs15174239

Kudryavtsev, V., Fan, S., Zhang, B., Chapron, B., Johannessen, J. A., & Moiseev, A. (2023). On the Use of Dual Co-Polarized Radar Data to Derive a Sea Surface Doppler Model—Part 1: Approach. In IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing (Vol. 61, pp. 1–13). https://doi.org/10.1109/tgrs.2023.3235829

Fan, S., Zhang, B., Moiseev, A., Kudryavtsev, V., Johannessen, J. A., & Chapron, B. (2023). On the Use of Dual Co-Polarized Radar Data to Derive a Sea Surface Doppler Model—Part 2: Simulation and Validation. In IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing (Vol. 61, pp. 1–9). https://doi.org/10.1109/tgrs.2023.3246771

Dulov, V.A., Yurovskaya, M.V., Fomin, V.V., Shokurov, M.V., Yurovsky, Yu.Yu., Barabanov, V.S. and Garmashov, A.V., 2024. Extreme Black Sea Storm in November, 2023. Physical Oceanography, 31(2), pp. 295-316

Кориненко А. Е., Малиновский В. В., Кубряков А. А. Особенности регистрации обрушений ветровых волн с беспилотных летательных аппаратов // ИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА 2023, № 3, с. 13–26. DOI: 10.31857/S0205961423030041, EDN: TYLTRY

В. Г. Бондур, В. А. Дулов, В. А. Козуб, А. Б. Мурынин, М. В. Юровская, Ю. Ю. Юровский Восстановление углового распределения энергии морских волн по спектрам спутниковых изображений, ДОКЛАДЫ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. НАУКИ О ЗЕМЛЕ, 2023, том 509, № 1, с. 125–133, DOI: 10.31857/S2686739722602575, EDN: TJKUAM

Yurovsky, Yu.Yu., Malinovsky, V.V., Korinenko, A. E., Glukhov, L.А. and Dulov, V.A., 2023. Prospects for Radar Monitoring of Wind Speed, Wind Wave Spectra and Velocity of Currents from an Oceanographic Platform. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (3), pp. 40–54 EDN OFYNOG

Yurovskaya, M.V., 2023. Dataset on Wind and Waves to Study Tropical Cyclones. Physical Oceanography, 30(2), pp. 202-214. doi:10.29039/1573-160X-2023-2-202-214

Yurovsky, Y.Y.; Kudryavtsev, V.N.; Grodsky, S.A.; Chapron, B. Ka-Band Doppler Scatterometry: A StrongWind Case Study. Remote Sens. 2022, 14, 1348. https://doi.org/10.3390/rs14061348.

Yurovsky, Y.Y., Kubryakov, A.A., Plotnikov, E.V., Lishaev, P.N. Submesoscale Currents from UAV: An Experiment over Small-Scale Eddies in the Coastal Black Sea // Remote Sensing. — 2022. — Vol. 14, no.14, 3364. — URL: https://www.mdpi.com/2072-4292/14/14/3364

Bondur, V.; Dulov, V.; Kozub, V.; Murynin, A.; Yurovskaya, M.; Yurovsky, Y. Validation of the Satellite Method for Measuring Spectra of Spatially Inhomogeneous Sea Waves. J. Mar. Sci. Eng. 2022. 10, 1510 (24pp.). doi: 10.3390/jmse10101510

C. V. Siyahi, V. N. Kudryavtsev and M. V. Yurovskaya, "On Big Waves Under Polar Lows Based on Altimeter Measurements and Model Simulations," IGARSS 2022 - 2022 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2022, pp. 6797-6800, doi: 10.1109/IGARSS46834.2022.9883477.

P. Pivaev, V. Kudryavtsev, N. Reul and B. Chapron, "Upper Ocean Response to Tropical Cyclones from Observations and Modelling," IGARSS 2022 - 2022 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2022, pp. 6899-6902, doi: 10.1109/IGARSS46834.2022.9884843

Korinenko A.E., Malinovsky V.V., Dulov V.A., Kudryavtsev V.N. Estimation of the “Whitecap” Lifetime of Breaking Wave. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2022, 15, 1, 61–72. doi: 10.48612/fpg/5g5t-4mzd-94ab

Kudryavtsev V. N., Yurovskaya M. V., Chapron B. 2D parametric model for surface wave development in wind field varying in space and time // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2021. V. 126, e2020JC016916:1-e2020JC016916:31. doi: 10.1029/2020JC016916.

Kudryavtsev V. N., Yurovskaya M. V., Chapron B. Self-Similarity of Surface Wave Developments Under Tropical Cyclones // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2021. V. 126, e2020JC016915:1-e2020JC016915:22. doi: 10.1029/2020JC016915.

Yurovsky, Y.Y.; Kudryavtsev, V.N.; Grodsky, S.A.; Chapron, B. Ka-Band Radar Cross-Section of Breaking Wind Waves. Remote Sens. 2021, 13, 1929:1-1929:17. https://doi.org/10.3390/rs13101929

Dulov, V.A.; Korinenko, A.E.; Kudryavtsev, V.N.; Malinovsky, V.V. Modulation of Wind-Wave Breaking by Long Surface Waves. Remote Sens. 2021, 13, 2825:1-2825:15. https://doi.org/10.3390/rs13142825

Pivaev, P.D.; Kudryavtsev, V.N.; Korinenko, A.E.; Malinovsky, V.V. Field Observations of Breaking of Dominant SurfaceWaves. Remote Sens. 2021, 13, 3321:1-3321:23. https://doi.org/10.3390/rs13163321

Ardhuin, F., Alday, M., & Yurovskaya, M. (2021). Total surface current vector and shear from a sequence of satellite images: Effect of waves in opposite directions. Journal of Geophysical Research: Oceans, 126, e2021JC017342. https://doi.org/10.1029/2021JC017342 0555-2021-0004

Yurovskaya M., Kudryavtsev V., Chapron B. Assessment and Monitoring of High Sea State Generated by Tropical Cyclones, 2021 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS, 2021, pp. 8309-8312, (12 - 16 July 2021, Brussels), doi: 10.1109/IGARSS47720.2021.9553293.

Yurovsky Yu.Yu., Kudryavtsev V.N., Grodsky S.A., Chapron B. Ka-band radar backscattering from breaking wind waves. 2021 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS, 2021, pp. 7394-7397, (12 - 16 July 2021, Brussels), doi: 10.1109/IGARSS47720.2021.9553284.

Maria Yurovskaya, Alexis Mouche, Alexey Mironov, Fabrice Collard, Betrand Chapron, Vladimir Kudryavtsev. Combined satellite observation and modeling the waves in tropical cyclones. The 42nd Asian Conference on Remote Sensing (ACRS2021), November 22 to 24, 2021 in Can Tho city, Viet Nam, Proceedings.

Cheshm Siyahi V., Kudryavtsev V. N., Yurovskaya M. V. Surface Waves Generated by Polar Lows: Satellite Observations and Simulations. PIERS 2021 (Progress in Electromagnetics Research Symposium), 21-22 November 2021 Hangzhou, China, Proceedings of 2021 Photonics & Electromagnetics Research Symposium (PIERS),Hangzhou, China, 21-25 November 2021. Paper ID:177013, pp. 1912–1920. https://doi.org/10.1109/PIERS53385.2021.9694799

Dulov, V.A. Yurovskaya, M.V., 2021. Spectral Contrasts of Short Wind Waves in Artificial Slicks from the Sea Surface Photographs. Physical Oceanography, [e-journal] 28(3), pp. 348-360. doi:10.22449/1573-160X-2021-3-348-360

Yurovskaya, M.; Kudryavtsev, V.; Mironov, A.; Mouche, A.; Collard, F.; Chapron, B. SurfaceWave Developments under Tropical Cyclone Goni (2020): Multi-Satellite Observations and Parametric Model Comparisons. Remote Sens. 2022, 14, 2032. https://doi.org/10.3390/rs14092032.

Dulov V., Kudryavtsev V., and Skiba E., (2020). On fetch and duration-limited wind wave growth: data and parametric model. Ocean Modelling, vol. 153, 101676 (9p). https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2020.101676

Zhang B., Zhao X., Perrie W., Kudryavtsev V., (2020). On Modeling of Quad‐Polarization Radar Scattering from the Ocean Surface with Breaking Waves. Journal of Geophysical Research: Oceans, doi: 10.1029/2020JC016319

Yurovsky Yu. Yu., Dulov V. A., (2020) MEMS-based wave buoy: Towards short wind-wave sensing, Ocean Engineering, Vol. 217, 108043 (13p), https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2020.108043

Guimaraes P.V., Ardhuin F., Bergamasco F., Leckler F., Filipot J-F, Shim, J-S, Dulov V., Benetazzo A. (2020) A data set of sea surface stereo images to resolve space-time wave fields. Scientific Data, vol. 7, 145 (12p), https://doi.org/10.1038/s41597-020-0492-9

Pivaev, P.D., Kudryavtsev, V.N., Balashova, E.A. and Chapron, B., (2020). SAR Imaging Features of Shallow Water Bathymetry. Physical Oceanography, [e-journal] vol. 27(3), pp. 290-304. doi:10.22449/1573-160X-2020-3-290-304

Korinenko, A.E., Malinovsky, V.V., Kudryavtsev, V.N., Dulov V.A., (2020). Statistical Characteristics of Wave Breakings and their Relation with the Wind Waves’ Energy Dissipation Based on the Field Measurements. Physical Oceanography, [e-journal] vol.27(5), pp. 472-488. doi:10.22449/1573-160X-2020-5-472-488

Bondur, V.G., Ivanov, V.A., Vorobiev, V.E., Dulov, V.A., Dolotov, V.V., Zamshin, V.V., Kondratiev, S.I., Lee, M.E. and Malinovsky, V.V., (2020). Ground-to-Space Monitoring of Anthropogenic Impacts on the Coastal Zone of the Crimean Peninsula. Physical Oceanography, [e-journal] vol.27(1), pp. 95-107. doi:10.22449/1573-160X-2020-1-95-107