<< Научные направления


Неспокойные глубины: акустика и океан

П.Н.Кравчун

То, что поверхность океана почти всегда неспокойна, известно каждому. О том, что происходит в глубинах, обычно знают меньше: чаще всего считают, что все движения океанических вод с глубиной затихают, а придонная область - и вовсе "зона спокойствия". На самом же деле глубины океана, его придонный слой являют собой порой области интенсивных течений. Среди них - квазистационарные подповерхностные и глубинные противотечения (например, под Гольфстримом течёт почти такой же по мощности "Противо-Гольфстрим", направленный в обратную сторону), мезомасштабные глубинные вихревые линзы (водовороты), имеющие радиусы в десятки миль и времена жизни в несколько месяцев, придонные потоки холодных плотных вод, стекающие с материкового склона Антарктиды и растекающиеся по дну едва ли не всего Мирового океана. В 1980-х годах были обнаружены "придонные шторма" - периоды резкой интенсификации придонных течений продолжительностью до 1-2 недель (это результат взаимодействия мезомасштабных глубинных вихрей с глубинными квазистационарными контурными течениями, обрамляющими материки). Скорости течений при этом достигают нескольких метров в секунду. Наконец, в результате оползней и землетрясений могут возникать и сверхмощные, катастрофические придонные потоки ("масс-флоу") со скоростями до 30-40 м/с, распространяющиеся на сотни миль (скорость таких потоков легко регистрировать по моментам вызываемых ими разрывов подводных кабелей). казалось бы, все гидроакустические средства, благодаря которым в океане осуществляется связь и наблюдение, должны создаваться в расчете на работу в этих неспокойных глубинах. Однако акустики лишь недавно обратились к изучению влияния течений на гидроакустические средства. Проблем, которые здесь возникают, более чем достаточно: это и изменение конфигурации протяженных систем (антенн) на течении, и вызванные течением вибрации ("срывной флаттер"), и шумы обтекания, и связанные с этим проблемы обработки акустической информации, и многое другое.

Ещё одна интересная проблема в современной океанологии связана с изучением придонных гидрологических структур, среди которых наиболее своеобразной является т.н. бентический (придонный) фронт. Этот фронт представляет собой границу раздела между очень холодной, плотной водной массой, стекающей с материкового склона Антарктиды (эта водная масса носит название ААДВ - "Антарктическая донная вода"), и более теплой глубинной водой того или иного океана. Особенностями бентического фронта, имеющего глобальные масштабы, являются почти горизонтальное расположение фронтальной поверхности и огромные глубины его залегания. Последнее обстоятельство определяет особый интерес к акустическим методам ис-следования бентического фронта: исследовать протяжённый объект, находящийся на глубинах 4-5 км, обычными глубоководными гидрологическими зондами чрезвычайно трудно и дорого, акустические же волны легко достигают любых глубин и допускают работу на больших акваториях. Однако применение акустики к исследованию придонного фронта встречает ряд серьезных проблем. Решение некоторых из этих проблем может оказаться и в Ваших руках.

Если у Вас есть желание попробовать свои силы на стыке двух интереснейших наук - океанологии и акустики, приглашаем Вас в нашу лабораторию.


Темы для третьекурсников: