Сейсмический метод в океанологии

Океанологи в смысле измерений люди несчастные. Представьте себе: для того чтобы провести измерения вертикального профиля температуры и солености нам нужно прийти в точку и опустить прибор (который называется CTD) со скоростью примерно метр в секунду. Предположим что мы решили не измерять глубинные воды, там все равно обычно скука смертная, так что профиль будем получать до глубины 1500 метров. Это 25 минут в одну сторону. Поскольку оставлять дорогой прибор на дне нам не резон тратим еще 25 минут на подъем. Итого 50 минут, чтобы получить профиль океанологических характеристик только в одной точке. Это называется станция.  

Следующую станцию мы делаем отъехав километров на 20. Чтобы нарисовать то, что происходит между станциями мы используем лучшего друга океанолога — интерполяцию. Понятно, что при таких раскладах мы нормально ничего менее 20 километров засечь не можем. Чтобы еще больше проникнуться тем, какие мы несчастные, представьте себе воздушное судно, от которого поверхность Земли скрыта облаками. И вот это судно делает измерения атмосферы каждые 20 километров. Придутся его измерения на какой ни будь город, или лес или озеро — дело случая. Вот также и мы, как слепые котята.

На самом деле есть более быстрые способы измерений, но они дорогие. XBT — одно измерение 300 долларов, не считая судового времени, про этот прибор у нас есть видео http://www.oceanographers.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=1017&Itemid=208 И все равно приходится интерполировать, хоть и на меньшее расстояние.

Но недавно появился свет в конце тоннеля — сейсмическое зондирование океана. Принцип такой же как у геологов — посылаем акустический сигнал и записываем кучу отражений от неоднородностей в структуре, в нашем случае не толще земли, а толще воды. Вообще отражения идут от более-менее резких изменений в акустическом сопротивлении воды (акустическом импедансе). Метод позволяет делать практически беспрерывные измерения структуры толщи воды на скорости в 4-5 узлов и почти никакой интерполяции.


Но есть одна маленькая проблемка — не очень понятно, как эту структуру интерпретировать. Не можем мы пока связать ее однозначно с классическими океанологическими параметрами, такими как Температура или Соленость, а это в голове у людей (океанологов) так сразу не укладывается. То есть, можно сказать, что получающиеся картинки (см. рисунок ниже) это карты градиента Температуры по глубине, но как бы не совсем.

Это сейчас главное препятствие для широкого внедрения метода в практику. Нужно набрать побольше статистики — параллельных измерений обычными методами и сейсмическими, особенно в районах с интенсивной динамикой. Авторы статьи, опубликованной в последнем номере Geophysical Research Letters делают очередной шаг в этом направлении и описывают результаты подобного эксперимента в районе Гольфстрима. Показано что при помощи сейсмографии можно засекать массу интересных океанографических элементов, которые при использовании классического метода (XBT) засечь было бы затруднительно. Но нам (океанологам) все еще нужно учиться интерпретировать эти новые для нас картинки.

Статья:
http://www.agu.org/pubs/crossref/2010/2009GL042359.shtml

Очень хорошая обзорная статья про метод:
http://www.tos.org/oceanography/issues/issue_archive/issue_pdfs/22_1/22-1_ruddick.pdf

Из второй статьи взята картинка: слева внутренний вихрь засеченный классическим методом, справа сейсмическим (вихри разные!). Количество деталей на картинке справа намекает нам на то, что если мы перестаем интерполировать то, все становится не так просто :)

Be the first to comment on "Сейсмический метод в океанологии"

Leave a comment

Your email address will not be published.


*