Отдел дистанционных методов исследований

История

К началу 1970-х годов в океанологии утвердилось понимание перспективности использования спутниковой информации при исследовании Мирового океана. Отдел дистанционных методов исследований (ОДМИ) создан в 1974 году по инициативе директора Морского гидрофизического института (МГИ АН СССР) академика Б.А. Нелепо. Первые организационные, производственно-конструкторские и исследовательские работы в области спутниковой гидрофизики были выполнены при участии В.Ф. Шермазана, к.т.н. Ю.В. Терехина, к.ф-м.н. Г.А. Гришина. Дальнейшее развитие новое направление получило в научных разработках сотрудников ОДМИ под руководством заведующего отделом д.ф-м.н. В.Н. Кудрявцева. В 2006 году отдел возглавил к.ф-м.н. С.В. Станичный, продолживший заложенные предшественниками лучшие традиции и ориентирующий коллектив сотрудников на поиск новых научных достижений. В ОДМИ специализируются аспиранты с перспективой продолжить научную деятельность в области океанологии.

Основные направления исследований

  • развитие моделей формирования сигналов дистанционных датчиков, разработка алгоритмов и методик восстановления параметров морской среды;

  • регулярный мониторинг выбранных акваторий на основе комплексного использования многоспектральных данных;

  • изучение процессов и явлений в Мировом океане в широком диапазоне пространственно-временных масштабов с использованием данных дистанционного зондирования;

  • разработка специализированных программно-технических комплексов и проведение экспериментальных исследований;

  • создание и поддержание архивов спутниковых данных.

Состав отдела

  • В отделе более 50 сотрудников, в числе которых 3 д.ф-м.н., 12 к.ф.м.н., 2 к.т.н., 1 к.филос.н.

  • В состав отдела входят три структурных подразделения: Лаборатория прикладной физики моря (ЛПФМ), Лаборатория инновационных методов и средств океанологических исследований (ЛИМСОИ), Лаборатория полярных исследований (ЛПИ).

  • Сотрудники ЛПФМ проводят исследования динамики океана на основе спутниковых данных и контактных измерений с использованием аппаратуры, установленной на океанографической платформе в прибрежной акватории южного берега Крыма. Разрабатываются новые методы получения и интерпретации данных о морском волнении, течениях, а также о взаимодействии океана и атмосферы.

  • Научный поиск сотрудников ЛИМСОИ направлен на изучение гидрофизических, биохимических и оптических характеристик Мирового океана на основе спутниковых данных, измерений беспилотных летательных аппаратов, а также контактных измерений автономных профилирующих буев Арго и Био-Арго. Исследования охватывают регионы Арктики, Атлантического океана, внутренних и окраинных морей России. В лаборатории активизируются работы по подспутниковым экспедиционным измерениям в прибрежной акватории, а также по валидации и разработке новых дистанционных методов исследования океанических процессов.

  • Сотрудники ЛПИ изучают мезо- и субмезомасштабные динамические процессы акваторий Северного Ледовитого и Южного океанов, а также пространственно-временную изменчивость прикромочной ледовой зоны, на основе анализа спутниковых наблюдений, контактных измерений и результатов моделирования. В задачу океанологических исследований входит создание спутниковых продуктов (горизонтальные поля дрейфа льда, фазовые скорости внутренних волн).

Сотрудники отдела

Заведующий отделом к.ф-м.н. Сергей Владимирович Станичный.

Сергей Владимирович Станичный

Заведующий лабораторией Прикладной физики моря д.ф-м.н. Владимир Александрович Дулов.

Владимир Александрович Дулов

Заведующий лабораторией инновационных методов и средств океанологических исследований к.ф-м.н. Арсений Александрович Кубряков.

Арсений Александрович Кубряков

Заведующий лабораторией полярных исследований к.ф-м.н. Игорь Евгеньевич Козлов.

Игорь Евгеньевич Козлов

Наиболее значимые результаты работ

В 2021 году сотрудниками отдела получены следующие наиболее значимые научные результаты.

  1. Дана научная оценка контрастов двумерных спектров коротких ветровых волн между чистой морской поверхностью и поверхностью с тонкой пленкой растительного масла. Исследование может быть полезно как для теоретического моделирования спектров коротких ветровых волн, так и для развития методов дистанционного мониторинга океана.

  2. Показана возможность восстановления батиметрии в прибрежной зоне Чёрного моря по данным измерений спутниковых сканеров в оптическом диапазоне электромагнитного спектра, что позволяет обнаруживать неоднородности рельефа дна малых размеров.

  3. Представлено описание разработанного метода трехмерной автоматической идентификации вихрей Черного моря по данным численного моделирования. Это позволило впервые исследовать вертикальное распределение геометрических, динамических и термохалинных характеристик вихрей в различных районах Черного моря.

  4. Проведён анализ скоростей дрифтеров, размещённых в антициклоническом вихре, что дало возможность характеризовать траектории вращения дрифтеров, частоту изменения скорости в вихре, прямое воздействие усиления ветра на смещение всей вихревой структуры.

  5. Создан архив спутниковых данных по температуре морской поверхности, по концентрации хлорофилла, по исходящему излучению Черного и Азовского морей, а также по ледовой обстановке на Азовском море. Сайт архива спутниковых данных - dvs.net.ru.

Проекты, в которых участвуют сотрудники отдела

  • проект NNN-2021-0003 «Развитие методов оперативной океанологии на основе междисциплинарных исследований процессов формирования и эволюции морской среды и математического моделирования с привлечением данных дистанционных и контактных измерений» (шифр «Оперативная океанология»);

  • проект FNNN-2021-0006 «Разработка перспективных методов, программно-информационных и технических средств исследований гидрофизических, биогеохимических, оптических характеристик морской среды, в том числе методами дистанционного зондирования» (Шифр: «Перспективные методы»);

  • проект FNNN-2021-0010 «Комплексные исследования гидрофизических процессов в полярных районах Мирового океана в контексте текущих климатических изменений на основе анализа спутниковых и беспилотных наблюдений, контактных измерений и моделирования» (Шифр: «Полярные исследования»).

Участие отдела в грантах

  • Грант РФФИ № 19-35-90084 (Аспиранты) (2019-2021). «Комплексные исследования изменчивости температуры приповерхностного слоя Черного моря в ходе суточного цикла». Руководитель – Станичный С.В.

  • Грант РФФИ № 19-05-00752 (2019-2021). «Развитие методов использования отраженной от морской поверхности компоненты оптического излучения для оценки характеристик морской среды». Руководитель – Станичный С.В.

  • Грант РФФИ № 18-45-920065 (2018-2021). Анализ антропогенных и природных загрязнений акватории Юго-западного Крыма на основе спутниковых данных, разработка элементов системы регионального мониторинга». Руководитель – Станичный С.В.

  • Грант РНФ 21-17-00236 (2021-2023) «Исследования поверхностных волн и их обрушений в тропических и полярных циклонах на основе спутниковых измерений и моделирования». Руководитель – Дулов В.А., шифр «Ураган».

  • Грант РНФ 21-77-10052 (2021-2024) «Влияние физических факторов на эволюцию мезо- и субмезомасштабных вихрей в морской среде». Руководитель – Кубряков А.А., шифр «Вихри».

  • Грант РНФ 21-17-00278 «Динамические процессы в Арктике и их влияние на горизонтальный обмен и характеристики ледяного покрова по данным мульти-сенсорных измерений». Руководитель: Козлов И.Е., шифр «Динарсат» (20.04.2021-31.12.2023)

Результаты работы отдела представляются сотрудниками на международных и всероссийских конференциях, публикуются в высокорейтинговых журналах, входящих в базы цитирования Web of Science и Scopus.

Перечень научных публикаций в изданиях, индексируемых в российских и международных информационно-аналитических системах научного цитирования (Web of Science и SCOPUS, РИНЦ)

  1. A. A. Kubryakov, V. N. Kudryavtsev, S. V. Stanichny Application of Landsat imagery for the investigation of wave breaking. // Remote Sensing of Environment, February 2021, Vol.253, Article 112144, DOI: 10.1016/j.rse.2020.112144.

  2. Vladimir Kudryavtsev, Maria Yurovskaya, Bertrand Chapron Self-Similarity of Surface Wave Developments under Tropical Cyclones. // Journal of Geophysical Research: Oceans, April 2021, Vol.126, Issue 4, Article e2020JC016916, DOI: 10.1029/2020JC016916.

  3. Anna Aleskerova, Arseny Kubryakov, Sergey Stanichny, Alessia Medvedeva, Evgeniy Plotnikov, Artem Mizyuk, Liudmila Verzhevskaia Characteristics of topographic submesoscale eddies off the Crimea coast from high-resolution satellite optical measurements. // Ocean Dynamics, July 2021, Vol.71, Issue 6-7, pp.655–677, DOI: 10.1007/s10236-021-01458-9.

  4. E. A. Kubryakova, A. A. Kubryakov, A. S. Mikaelyan Winter coccolithophore blooms in the Black Sea: Interannual variability and driving factors. // Journal of Marine Systems, January 2021, Vol.213, Article 103461, DOI: 10.1016/j.jmarsys.2020.103461.

  5. A. A. Kubryakov, A. S. Mikaelyan, S. V. Stanichny Extremely strong coccolithophore blooms in the Black Sea: The decisive role of winter vertical entrainment of deep water. // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, July 2021, Vol.173, Article 103554, DOI: 10.1016/j.dsr.2021.103554.

  6. A. A. Kubryakov, P. N. Lishaev, A. A. Aleskerova, S. V. Stanichny, A. A. Medvedeva Spatial distribution and interannual variability of cyanobacteria blooms on the North-Western shelf of the Black Sea in 1985-2019 from satellite data. // Harmful Algae, December 2021, Vol.110, Article 102128, DOI: 10.1016/j.hal.2021.102128.

  7. A. V. Marchenko, E. G. Morozov, I. E. Kozlov, D. I. Frey High-amplitude internal waves southeast of Spitsbergen. // Continental Shelf Research, 15 September 2021, Vol.227, Article 104523, DOI: 10.1016/j.csr.2021.104523.

  8. Vladimir Kudryavtsev, Maria Yurovskaya, Bertrand Chapron 2D Parametric Model for Surface Wave Development Under Varying Wind Field in Space and Time. // Journal of Geophysical Research: Oceans, April 2021, Vol.126, Issue 4, Article e2020JC016915, DOI: 10.1029/2020JC016915.

  9. A. A. Kubryakov, I. E. Kozlov, G. E. Manucharyan Large Mesoscale Eddies in the Western Arctic Ocean From Satellite Altimetry Measurements. // Journal of Geophysical Research: Oceans, May 2021, Vol.126, Issue 5, Article e2020JC016670, DOI: 10.1029/2020JC016670.

  10. Yury Yu. Yurovsky, Vladimir N. Kudryavtsev, Semyon A. Grodsky, Bertrand Chapron Ka-Band Radar Cross-Section of Breaking Wind Waves. // Remote Sensing, 15 May 2021, Vol.13, Issue 10, Article 1929, DOI: 10.3390/rs13101929.

  11. Vladimir A. Dulov, Aleksandr E. Korinenko, Vladimir N. Kudryavtsev, Vladimir V. Malinovsky Modulation of Wind–Wave Breaking by Long Surface Waves. // Remote Sensing, 18 July 2021, Vol.13, Issue 14, Article 2825, DOI: 10.3390/rs13142825.

  12. Vladislav R. Zhuk, Arseny A. Kubryakov Interannual Variability of the Lena River Plume Propagation in 1993–2020 during the Ice-Free Period on the Base of Satellite Salinity, Temperature, and Altimetry Measurements. // Remote Sensing, 22 October 2021, Vol.13, Issue 21, Article 4252, DOI: 10.3390/rs13214252.

  13. Sergey V. Stanichny, Elena A. Kubryakova, Arseny A. Kubryakov Quasi-tropical cyclone caused anomalous autumn coccolithophore bloom in the Black Sea. // Biogeosciences, May 2021, Vol.18, Issue 10, pp.3173–3188, DOI: 10.5194/bg-18-3173-2021.

  14. Кубряков А. А., Лишаев П. Н., Чепыженко А. И., Алескерова А. А., Кубрякова Е. А., Медведева А. В., Станичный С. В. Влияние субмезомасштабных вихрей на перенос взвешенного вещества в прибрежной зоне Крыма по данным БПЛА, спутниковых и контактных измерений. // Океанология, 2021, Том 61, № 2, с.182–197, DOI: 10.31857/S0030157421020106.

  15. Рубакина В. А., Кубряков А. А., Станичный С. В. Сезонная и суточная изменчивость характеристик термического скин-слоя на основе сопоставления спутниковых измерений SEVIRI и данных термопрофилирующих буёв. // Исследование Земли из космоса, 2021, № 3, с.30–44, DOI: 10.31857/S020596142102007X.

  16. Медведева А. В., Станичный С. В. Морская слизь - проявление в данных спутникового дистанционного зондирования. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2021, Том 18, № 3, с.314–319, DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-3-314-319.

  17. Ksenia Nazirova, Yana Alferyeva, Olga Lavrova, Yuri Shur, Dmitry Soloviev, Tatiana Bocharova, Alexey Strochkov Сomparison of In Situ and Remote-Sensing Methods to Determine Turbidity and Concentration of Suspended Matter in the Estuary Zone of the Mzymta River, Black Sea. // Remote Sensing, 4 January 2021, Vol.13, Issue 1, Article 143, DOI: 10.3390/rs13010143.

  18. Федоров С. В., Станичный С. В. Определение спутниковой батиметрии в прибрежной зоне Чёрного моря по полю поверхностных волн. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2021, Том 18, № 6, с.85–96, DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-85-96.

  19. Alexander Zapevalov, Konstantin Pokazeev, Tatiana Chaplina Simulation of the Sea Surface for Remote Sensing. // Springer Oceanography, 2021, 222 p., DOI: 10.1007/978-3-030-58752-9.

Контактная информация:

Отдел дистанционных методов исследований
ФГБУН ФИЦ «Морской гидрофизический институт РАН»,
2, Капитанская ул.
299011, Севастополь
Российская Федерация

Станичный Сергей Владимирович, тел. ++7 978 8526739
e-mail: sstanichny@mail.ru

Давыдова Елена
e-mail: elenadavydov@gmail.com