Исследование возможностей лидарной диагностики гидрофизических полей на основе гидрологических и гидрооптических измерений в северных морях России тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.28, кандидат физико-математических наук Родионов, Максим Анатольевич

• Родионов, Максим Анатольевич
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Родионов, Максим Анатольевич

Оглавление

Введение

1. Аппаратура для измерения гидрооптических характеристик морской среды

1.1. Анализ методов и точности измерения показателя ослабления

и Л

света водой

1.2. Оптическая схема и технические характеристики прибора

1.3. Методика и специальное оборудование для калибровки прибора

2. Методика и результаты натурных измерений глубинных профилей

гидрологических и гидрооптических характеристик морской воды в акваториях северных морей

2.1. Белое море

2.2. Баренцево море

2.3. Карское море

3. Корреляционные связи между показателем ослабления и

гидрологическими параметрами морской среды в акваториях северных морей

3.1. Баренцево море

3.2. Белое море

3.3. Карское море

4. Моделирование лидарных изображений внутренних волн на основе

гидрооптических и гидрологических измерений

4.1. Модель лид арного сигнала в задачах обнаружения внутренних ВОЛН

4.2. Метод, алгоритм и результаты моделирования лидарных изображений внутренних волн

4.3. Оценка возможности наблюдения гидродинамических процессов лидаром с заданными техническими характеристиками в различных гидрологических условиях

Заключение

Библиография

Список опубликованных работ по теме диссертации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование возможностей лидарной диагностики гидрофизических полей на основе гидрологических и гидрооптических измерений в северных морях России»

Введение

Важной задачей современной океанологии является изучение гидрофизических процессов, протекающих в толще океана и оказывающих существенное влияние на морскую деятельность человека. Исследование и освоение Мирового океана невозможно без учета динамики и стратификации вод, генерации и распространения внутренних волн, образования турбулентности и тонкой структуры. Результаты гидрофизических исследований являются основой при освоении природных ресурсов, ведении промышленного рыболовства, решении экологических и оборонных задач. Это обусловливает актуальность разработки эффективных методов и средств измерения и контроля гидрофизических характеристик морской среды.

Задача регистрации гидрофизических процессов в обширных акваториях океана размером несколько десятков или сотен километров должна решаться с использованием современных высокотехнологичных измерительных средств, а также с применением методов физико-математического анализа данных измерений.

В настоящее время для изучения гидрофизических процессов применяются, как правило, контактные измерительные средства. Наряду с достоинствами, они имеют ряд недостатков, основным из которых является необходимость размещения чувствительного элемента датчика в измеряемом слое, что обусловливает технические сложности и большие временные и финансовые затраты на проведение исследований. Вследствие этого активно разрабатываются дистанционные методы изучения процессов и явлений в морской среде, в том числе внутренних волн, играющих важную роль в формировании обменных процессов в океане. Одним из перспективных методов является лидарное зондирование морской среды.

В основе лидарного зондирования лежит излучение лазерного импульса заданной частоты и длительности и получение сигнала

обратного рассеяния с различных глубин. Лидарная система состоит из источника подсветки (лазера) и приемника, включающего объектив и фотодетектор.

Внутренние волны и другие гидрофизические возмущения могут наблюдаться с помощью лидаров благодаря тому, что под их влиянием неоднородности распределения гидрооптических характеристик трансформируются в пространстве и во времени.

Технические средства для лидарного зондирования разрабатываются начиная с 60-х годов прошлого века. Проведенные эксперименты подтвердили возможность дистанционной регистрации гидрофизических процессов, в частности, внутренних волн. Основные результаты в этой области получены специалистами Института прикладной физики РАН, Института Океанологии им. П.П.Ширшова РАН, Государственного Оптического Института им. С.И. Вавилова, НПО «ЛЕНИНЕЦ». Значительный вклад в эту область гидрооптики внесли И.В. Алёшин, Д.М. Браво-Животовский, В.И. Буренков, Ю.А. Гольдин, Л.С. Долин, Л.С. Долина, О.В. Копелевич, И.М. Левин, А.Г. Лучинин, В.Н. Пелевин, В.А. Савельев, В.В. Фадеев, К.С. Шифрин, С.Я. Эмдин, В.А. Яковлев и многие другие (см. например, [1-21]).

Вместе с тем, в научной литературе недостаточно информации о результатах совместных натурных измерений гидрооптических и гидрофизических параметров морской среды и моделях, позволяющих физически интерпретировать результаты лидарного зондирования, а также проводить оценки эффективности лидарного наблюдения гидрофизических процессов в конкретных акваториях.

Для оценки возможности регистрации внутренних волн в различных акваториях океана с помощью лидарных методов могут быть проведены прямые натурные эксперименты, однако, это предполагает большие временные и материальные затраты. Альтернативный путь решения задачи - оценка возможности наблюдения внутренних волн на

основе измеренных распределений гидрооптических и гидрофизических параметров и численное моделирование их лидарных изображений.

Поэтому в диссертации была поставлена цель провести широкомасштабные натурные измерения гидрофизических и гидрооптических характеристик в Баренцевом, Белом и Карских морях, исследовать их взаимосвязи и оценить возможности наблюдения гидрофизических процессов лидарными методами путем численного моделирования лидарного сигнала в поле внутренних волн (лидарных изображений внутренних волн), по данным натурных измерений.

Основные задачи исследований, отраженные в настоящей диссертации:

> Разработка прибора для измерения показателя ослабления морской среды и методики его калибовки в лабораторных и морских условиях.

> Проведение натурных экспериментов по измерению гидрооптических и гидрологических характеристик в Баренцевом, Белом и Карском морях и исследование взаимосвязи между показателем ослабления и гидрологическими параметрами.

> Разработка метода и алгоритма моделирования лидарных изображений внутренних волн на основе гидрооптических и гидрологических измерений.

> Численное моделирование лидарных изображений внутренних волн в различных акваториях северных морей на основе полученных данных натурных измерений гидрологических и гидрооптических характеристик.

^ Проведение оценки возможности наблюдения внутренних волн лидарным методом.Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения.

В первой главе описан прибор для измерения показателя ослабления морской среды, его технические характеристики, метод его калибровки в лабораторных и морских условиях с помощью специально разработанного калибровочного устройства

Во второй главе приведены методики и результаты натурных измерений глубинных профилей гидрологических и гидрооптических характеристик морской воды в акваториях Баренцева, Белого и Карского морей.

В третьей главе описаны результаты корреляционного анализа между показателем ослабления света в воде и гидрологическими параметрами на основе измерений проведенных в Баренцевом, Белом и Карском морях.

Четвертая глава посвящена численному моделированию лидарных изображений гидрофизических процессов. Приведены метод, алгоритм и результаты численного моделирования лидарных изображений внутренних волн на основе измерений, проведенных в Баренцевом, Белом и Карском морях, а также метод и результаты оценки возможности наблюдения внутренних волн в акваториях северных морей.

В Заключении формулируются основные результаты работы и направления дальнейших исследований.

На защиту выносятся следующие положения:

> Метод калибровки прибора для измерения показателя ослабления морской среды.

> Статистические оценки взаимосвязи распределения плотности и показателя ослабления света морской среды по глубине на основе проведенных широкомасштабных натурных измерений в северных морях России.

> Метод, алгоритм и результаты моделирования лидарных изображений внутренних волн с оценкой возможности их наблюдения лидарным методом на основе данных натурных гидрооптических и гидрологических измерений.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые проведены широкомасштабные натурные совместные измерения гидрофизических и гидрооптических характеристик в Баренцевом, Белом и Карских морях и выполнен анализ их взаимосвязи. На основе полученных экспериментальных данных проведено моделирование лидарных изображений внутренних волн и дана оценка возможности наблюдения внутренних волн лидаром с заданными техническими характеристиками в акваториях Баренцева, Белого и Карского морей. Проведенные исследования являются основой для дальнейшего развития лидарного зондирования как эффективного инструмента дистанционного исследования гидрофизических процессов в толще морской среды.

Практическое использование результатов работы может быть осуществлено при проектировании лидарных систем, установленных на авиационных и корабельных носителях для усовершенствования их параметров при их применении во многих задачах исследования и изучения Мирового океана. Особая актуальность решения задачи моделирования лидарных изображений для интерпретации данных лидарного зондировая определяется тем, что применение лидарных систем с авиа- и спутниковых носителей значительно повышает производительность обследования акваторий, а значит приводит к

существенной экономии топлива и других ресурсов по сравнению с наблюдением с корабля.

Личный вклад автора. В основу работы положены результаты экспедиционных морских исследований, проведенных в Баренцевом, Белом и Карских морях лично автором. Все приведенные в диссертации методы, алгоритмы, компьютерные программы для их осуществления, и разработаны лично автором. В разработке и проектировании прибора для измерения показателя принимали участие И.М. Левин и О.Н. Французов. В экспериментах принимал участие О.Н.Французов. В разработке методики расчетов корреляций между гидрооптическими и гидрологическими параметрами участвовала И.С. Долина.

Результаты исследований, отраженных в диссертации опубликованы в 11 статьях и докладывались на следующих конференциях:

• 4-я Международная конференция "Current Problems in Optics of Natural Waters", (ONW'2007), Санкт-Петербург, 2007г.

• 5-я Международная конференция "Current Problems in Optics of Natural Waters", (ONW'2009), Санкт-Петербург, 2009г.

• 6-я Международная конференция "Current Problems in Optics of Natural Waters", (ONW'2011), Санкт-Петербург, 2011 г.

• 9-я Международная конференция «Прикладная Оптика - 2010», Санкт-Петербург, 2010 г.

• 8-я Международная конференции "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики". Санкт-Петербург, 2006

• 9-я Международная конференции "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики". Санкт-Петербург, 2008

Работа изложена на 100 страницах, включает 30 рисунков, 3 таблицы и список литературы из 53 наименований.

1. Аппаратура для измерения гидрооптических

характеристик морской среды

1Л. Анализ методов и точности измерения показателя ослабления

света водой

Показатель ослабления света водой с измерить проще, чем любую из других первичных гидрооптических характеристик (показатели поглощения, рассеяния и обратного рассеяния, индикатриса рассеяния). В тоже время, это основная характеристика воды, наиболее часто используемая в различных задачах гидрооптики. Тем не менее, приборов для измерения показателя ослабления (прозрачномеров) относительно мало, они сравнительно сложны и дороги, точность их не всегда достаточна, а стандартного измерителя с не существует.

Нашей задачей было создание простого, сравнительно дешевого и достаточно точного погружаемого прозрачномера, предназначенного в основном для применения в задачах видения и активного дистанционного зондирования в прибрежных акваториях, где прозрачность по диску Секки не превышает 20 м. Простота его определяется, прежде всего, тем, что показатель ослабления измеряется в узком интервале длин волн (530-550 нм). В этой области спектра работают почти все системы подводного видения и локации, поэтому прибор может быть непосредственно использован для испытания таких систем. Кроме того, если известна величина с (550 нм), показатели рассеяния (b) , поглощения (а = с - Ъ), и обратного рассеяния {Ъь) в этой области спектра, знание которых также необходимо для решения задач подводного видения, могут быть определены из простых корреляционных зависимостей [22]:

Ь = 0.944с -0.048 Л = 0.018с.

(1.1)

Более того, значения этих показателей в других точках спектра могут быть найдены по их значениям в области 550 нм на основе имеющихся эмпирических малопараметрических моделей [23, 24]:

с(Я) = (1.563 - 0.00115Л)сг(490) (1.2)

Ь(Л) = (1.6625 - 0.00132)6(550) (1.3)

Измерители показателя ослабления чаще всего строятся по принципу сравнения двух электрических сигналов - опорного 1о, пропорционального световому потоку Ро, упавшему на слой воды толщиной I и рабочего I, пропорционального потоку Р, прошедшему этот слой воды без поглощения и рассеяния (интегральный закон Бугера):

7/70=Р/Р0=ехр(-с/) (1.4)

откуда следует

с = -Г11п(7/ /0). (1.5)

Двухканальные прозрачномеры, в которых рабочий и опорный каналы разделены в пространстве или формируются изменением толщины слоя / за счет перемещения элементов прибора, приводят к значительному усложнению конструкции и, соответственно, к появлению дополнительных погрешностей измерения с. Поэтому мы остановились на одноканальной схеме прибора, состоящего из одного - рабочего - канала, а опорный сигнал получается в результате специальной калибровки прибора. Такая калибровка является нетривиальной задачей и будет рассмотрена ниже.

О предельной точности измерения показателя ослабления Из соотношения (5) следует, что абсолютная ошибка в определении с

А с = 5(1/10)Г1 (1.б)

зависит от «базы» прибора / и относительной ошибки 8(7/10) в измерении токов I и /о, а относительная ошибка 8с = Ас / с обратно пропорциональна «оптической базе» с/, то есть, чем чище вода (меньше с), тем большая база / нужна для обеспечения той же точности измерения с.

В настоящее время достигнута очень высокая точность измерения электрических сигналов (до 0.1 %). На этом основании некоторые авторы считают, что точность измерения с в любой воде может быть высокой даже для малых с/. Например, если 1 = 0.25 м, при 8(7/10) = 0.1 %, Ас = 0.004 м"1. Однако, по нашему мнению, это не так, поскольку ошибка 8(7 / 10) определяется не только точностью измерения токов, но также флуктуациями пропускания слоя воды Т = Р / Ро- Вода, особенно, когда измерения производятся in situ, - это «живая» среда, и естественные вариации Т определяются многими факторами: диффузией взвеси, пузырьками, мелкими частицами планктона, детрита или взвеси, оседающих на защитных стеклах. По нашему опыту, минимальная естественная изменчивость Т никогда не бывает меньше 0.5 % или даже 1 %. Таблица 1 иллюстрирует минимальные абсолютные и относительные погрешности измерения с для мутных и чистых вод при разных базах прибора.

Таблица 1. Минимальные абсолютные (Ас) и относительные (Sc = Ас /с ) ошибки в измерении с в прибрежной воде (с= 1 м'1) и в чистой океанской воде (с= 0.1 м"1) при различных базах прибора / и точности измерения отношения токов 8(1 / /0) =0.5 %.

1 =0.25 м / =0.50 м /= 1 м

Лс 0.02 м"1 0.01 м"1 0.005 м"1

Sc = Ас! с с= 0.1 м"1 с=1 м"1 с— 0.1 м"1 с=1 м"1 С=0.1 М-1 . С = 1 М'"1

20% 2% 10% 1% 5% 0.5%

Подчеркнем, что приведенные в таблице 1 значения точностей, вообще говоря, условны: они рассчитаны в предположении, что точность 8Г = 0.5 % (5/ ~ 0.25%). В реальных условиях точность измерений обычно меньше, чем указанная в таблице, за счет больших ошибок 5Т, обусловленных как дополнительными приборными погрешностями (попадание в детектор рассеянного света из-за конечности диафрагмы, температурной зависимости и др.), так и за счет флуктуаций в самой измеряемой среде (пузырьки, оседание взвеси и т.д.). Приведенные в таблице 1 данные позволяют оценить только предельную точность измерений в зависимости от величины «базы» прибора и прозрачности воды.

Можно видеть, что для чистых океанских вод требуется прозрачномер с большой базой (не менее 1 м). Это, вообще говоря, хорошо известно. Поэтому в прошлом прозрачномеры, предназначенные для работы в чистых океанских водах, всегда строились с большой (1 -2 м) базой.

Тем не менее, в настоящее время прозрачномеры с маленькой базой (например, с / = 0.25 м) часто применяются и в чистых водах. Однако, надо отдавать себе отчет, что в этом случае точность измерения будет низкой.

Мы разработали прозрачномер (/ = 0.5 м) предназначенный для измерений, в основном, в прибрежных водах: его предельная точность около 1 % для с = 1 м"1 (прозрачность по белому диску ^ ~ 6 м), около 2 % для с = 0.5 м'1 (га ~ 12 м) и около 4 % для с = 0.25 м"1 (г^ ~ 20 м). Реальная точность прибора определяется экспериментально и может быть заметно хуже предельной.

1.2. Оптическая схема и технические характеристики прибора

Оптическая схема прибора показана на рис. 1.

Заключение диссертации по теме «Океанология», Родионов, Максим Анатольевич

Заключение

В работе получены следующие основные результаты.

1. Разработан простой и сравнительно дешевый прибор для измерения показателя ослабления морской среды на длине волны 550 нм, который может применяться в прибрежных водах (с > 0.25 м). При этом точность его тем меньше, чем чище вода и меняется от 3 % для с = 1 м"1 до 12% для с = 0.25 м"1.

Предложен уникальный метод калибровки разработанного прибора для измерения показателя ослабления морской среды, преимущество которого состоит в том, что в нем использован известный метод иммерсии (помещение воды между стеклами), позволяющий существенно уменьшить изменение хода лучей в приборе, связанное с дисперсией света на защитных стеклах. В результате световое пятно в плоскости диафрагмы при наблюдении с цилиндром и без него практически не смещается, что обеспечивает минимизацию погрешности, обусловленной преломлением света. Данный метод, позволяет калибровать или проверять работоспособность прибора, как в лабораторных, так и в морских условиях.

2. Проведены широкомасштабные совместные измерения гидрооптических и гидрологических характеристик в Баренцевом, Белом и Карском морях и определены корреляционные взаимосвязи между ними. Проведенные расчеты показали, что в случаях наличия пикноклина и одновременно слоя скачка показателя ослабления существует высокая корреляция между параметрами вертикальных распределений показателя ослабления света и плотности воды. Наличие такой корреляции позволяет использовать результаты лидарных измерений профиля показателя ослабления для определения характеристик плотностной стратификации и создает предпосылки для дистанционного определения параметров пикноклина с помощью лидара в районах с ярко выраженным пикноклином и скачком показателя ослабления.

3. На основе проведенных измерений разработан метод, алгоритм и проведено моделирование лидарных изображений внутренних волн. Проведенные расчеты показывают, что изображения внутренних волн в зависимости от распределения гидрофизических и гидрооптических параметров и их сочетания имеют достаточно сложную и разнообразную структуру. Полученные лидарные изображения, рассчитанные для характерных распределений плотностной и оптической стратификации Баренцева, Белого и Карского морей, дают представление об отображении полей ВВ в эхо-сигнале лидара с заданными техническими характеристиками в указанных районах. Разработанный метод и алгоритм моделирования изображений ВВ являются эффективным средством прогностических оценок возможностей лидарного наблюдения внутренних волн малой амплитуды в заданных районах и уточнения механизмов формирования изображений ВВ. Алгоритм и программа могут также послужить основой для разработки методов восстановления поля ВВ по его лидарному изображению.

Я благодарен всем, и особые благодарности тем, кто принимал участие в обсуждении идеи, разработке и подготовке базы для проведения эксперимента, помощи и сочувствии в его проведении и неоценимого участия в оформлении результатов.

В первую очередь хочу поблагодарить научного руководителя доктора физико-математических наук Левина Иосифа Марковича, инициатора и вдохновителя этой работы, кандидата физико-математических наук Осадчего Владимира Юрьевича, всегда готового прийти на помощь. Я благодарен Олегу Николаевичу Французову, обеспечившему бесперебойную работу всех электронных устройств. Я благодарен всем, кто поддержал меня в этот период.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Родионов, Максим Анатольевич, 2012 год

Библиография

1. Оптика океана. Т. 1-2. Москва, 1983.

2. Дистанционное зондирование в метеорологии, океанографии и гидрологии. Москва, 1984.

3. Власов Д.В. Лазерное аэрозондирование верхнего слоя океана // Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1985. Т.49. №3. С. 463.

4. Гольдин Ю.А., Пелевин В.Н., Шифрин К.С. Световое поле от импульсного источника в морской воде // Оптика океана и атмосферы. М., 1981, С. 56.

5. Долин Л.С. Решение уравнения переноса излучения в малоугловом приближении для стратифицированной мутной среды с учетом разброса фотонов по пробегам // Изв. АН СССР. ФАО. 1980. Т 16. №1.С. 55.

6. Долин Л.С. О прохождении импульсного светового сигнала через поглощающую среду с сильно анизотропным рассеянием // Изв. вузов. Радиофизика. 1983. Т.26. №3. С.ЗОО.

7. Долин Л.С., Савельев В.А. О характеристиках сигнала обратного рассеяния при импульсном облучении мутной среды узким направленным световым пучком // Изв. АН СССР. ФАО. 1971. Т 7. №5. С. 505.

8. Гольдин Ю. А., Долин Л. С., Долина И. С., Левин И. М., Родионов А. А., Савельев В. А. Модели и информативные свойства лидарных сигналов. Труды 8 Международной конференции "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики". Санкт-Петербург. 2006. С. 37-43.

9. Браво-Животовский Д.М., Долин Л.С., Лучинин А.Г., Савельев В.А. О структуре узкого пучка света в морской воде. // Изв. АН СССР. ФАО. 1969. Т 5. №2. С. 160.

Ю.Гордеев Л.Б., Капустин П.А., Марюгин С.А., Щегольков Ю.Б. Аппаратура для исследования крупномасштабных неоднородностей оптического показателя рессеяния морской воды // Оптика океана и атмосферы. Баку. 1983. С. 376.

11.Долин Л.С., Савельев В.А. К теории распространения узкого пучка света в стратифицированной рассеивающей среде // Изв. вузов. Радиофизика. 1979. Т.22. №11. С. 1310.

12. Левин И. М. Перспективные направления развития оптических дистанционных методов исследования океана. Сб. «Фундаментальная и прикладная гидрофизика» № 1, 2008, с. 14-47.

13. Алешин И.В., Журенков А.Г., Зурабян А.З., Яковлев В.А. Использование оптических методов при решении обратных задач экологического мониторинга природных вод. // Оптический журнал. 1998. N5. Т.65. С.34-39.

14. Демидов А.А., Клышко Д.Н., Фадеев В.В. О величине эхосигнала при дистанционном лазерном зондировании естественных водных сред // Вестн. Моск. ун-та. Сер. физика, астр. 1978. №4. С.67.

15. Демидов А.А., Фадеев В.В. О возможностях получения вертикального распределения примесей в воде методом лазерного зондирования//ДАН СССР. 1980. Т.255. №4. С.850.

16. Hoge F.E., Swift R.N. Airbone simultaneous spectroscopic detection of laser-induced water Raman backscatter and fluorescence from chlorophyll and other naturally occurring pigments // Appl. Opt. 1980. V.20. № 18. P. 3197.

17. Hoge F.E., Swift R.N. Airbone detection of oceanic turbidity cell structure using depth-resolved laser-inducted water Raman backscatter // Appl. Opt. 1983. V.22.№23.P. 3778.

18. Houghton W.M., Exton R.J., Gregory R.W., Field investigation of techniques for remot laser sensing of oceanographic parameters // Remote sensing of environment. 1983. V. 13.P. 17.

19. Poole L.R., Esaias W.E., Water Raman normalization of airborne laser fluorosensor measurements: a computer model study // Appl. Opt. 1982. V. 21. N. 20. P. 3756.

20. Svanberg S. Laser as probes for air and sea // Contemporary Phys. 1980. V. 21.N6.P. 541

21. Власов Д.В. Проблемы и методы дистанционного лазерного зондирования верхнего слоя океана // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1986. Т. 50. № 4. С. 724

22.Левин И.М., Копелевич О.В. Корреляционные соотношения между первичными гидрооптическими характеристиками в области спектра около 550 нм // «Океанология». 2007. Т. 47. № 3. С. 344-348.

23. Gould R. W., Arnone R. A., Martinolich P. M. Spectral dependence of the scattering coefficient in case 1 and case 2 waters // Applied Optics. 1999. V. 38. No 12. P. 2377-2383.

24. Voss K. A spectral model of the beam attenuation coefficient in the ocean and coastal areas // Limnology and Oceanography. 1992. V. 37. No 3. P. 501-509.

25. Pope R.M., Fry E.S. Absorption spectrum (380 -700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements // Applied Optics. 1997. V.36, No 33. P.8710-8723.

26. Smith R.C., Baker K.S. Optical properties of the clearest natural waters (200-800 nm)//Applied Optics. 1981. V. 20. No 2, P.177-184.

27.И.М.Левин, M.A. Родионов, O.H. Французов. Погружаемый измеритель показателя ослабления света морской водой. Оптический журнал, № 5, 2011.

28. Levin I.M., Radomyslskaya Т.М. Secchi disk theory: a reexamination // Current Research on Remote Sensing, laser Probing, and Imagery in Natural Waters, edited by Levin I.M.. Gilbert G.D., Haltrin V.I., Trees C. //Proceeding of SPIE. 2007. V.6615. 661500 (11 pages),

29. Войтов В.И. Относительная прозрачность // Оптика океана (под ред.

A.С. Монина). М.:Наука, 1983. Т. 2. С. 21-25.

30. Arnone R., Tucker S., Hilder F. Secchi depth atlas of the world coastlines // SPIE Proc. 1984. V. 489. Ocean Optics VII. P. 195-201.

31. Simonot J., Trout H. A climatological field of mean optical properties of the World ocean // J. Geophyz. Res. 1986. V. 91, № C5. P. 6642-6646.

32. A.V. Zimin, A. A. Rodionov, M.A. Rodionov, N. E. Pokrovskaya, O. N. Frantsuzov. Variability of the attenuation coefficient of light during the tidal cycle in the White Sea (according to the research data collected in the expedition to the Zapadnaya Soloveckaya Salma Strait of the Onega Bay, July 2008). Proceedings of the V International Conference "Current Problems in Optics of Natural Waters (ONW'2009)". p. 171-172

33. I.S. Dolina, O.N. Frantsuzov, I.M. Levin, M.A. Rodionov. Correlations between depth distributions of water attenuation coefficient and in the Barents and Kara Seas. Proceedings of the VI International Conference "Current Problems in Optics of Natural Waters" (ONW'2011), St. Petersburg, Russia, 2011, pp.99-103.

34. O.H. Французов, И.М.Левин, Л.С.Долин, M.A. Родионов,

B.Ю.Осадчий, В.В. Савченко. Глубинные профили гидрофизических параметров в Баренцовом море примененительно к проблеме лидарного зондирования. Сб. «Фундаментальная и прикладная гидрофизика» № 4(6), 2009, с. 16-24.

35. Коняев К.В. Сабинин К.Д. Волны внутри океана. СПб: Гидрометеоиздат, 1992 с. 272.

36. Добровольский А.Д., Залогин Б.С. Моря СССР. - М.: Изд-во Московского университета, 1982.

37. Степанов В.Н. Мировой океан. Динамика и свойства вод. - М.: Знание, 1974. 255 с.

38. Н.Н. Голенко, В.Т. Пака, С.А. Щука Тонкая мезомасштабная структура термохалийных и гидрохимических полей на Белом море//Актуальные проблемы океанологии. М: Наука, 2003. сб 18-631

39. Jl. Н. Карлин, Е. Ю. Клюйков, В. П. Кутько Мелкомасштабная структура гидрофизических полей верхнего слоя океана. М: Гидрометеоиздат, 1988 с. 163.

40. Г.Г. Неуймин, Н.А. Сорокина, «Статистические связи поля прозрачности в океане с гидрологическими и биологическими характеристиками», Изв. АН СССР, ФАО, т. 15, № 2, стр. 233-236, 1979

41. Г.Г. Неуймин, Н.А. Сорокина, «О корреляции между вертикальными распределениями оптических и гидрологических характеристик», Океанология, т. 16, № 3, стр. 441-450, 1976

42. В.А. Матюшенко, J1.P. Лукин, Г.Д. Хоменко, Л.И. Галеркин, «Показатель ослабления света и его связи с гидрологическими характеристиками и содержанием взвешенного вещества в водах Баренцева моря», Опыт системных океанологических исследований в Арктике. Под ред. А.Л. Лисицына, М.Е. Виноградова, Е.А. Романкевича. М., Научный мир, стр. 432-442, 2001

43. И.В. Алешин, «Современные подходы к проведению экологического мониторинга в местах интенсивных техногенных воздействий на морскую среду», Морской вестник, № 4 (32), стр.6365, 2009

44. И.С. Долина, М.А. Родионов, И.М. Левин. Восстановление характеристик гидрофизических полей в море из результатов гидрооптических измерений. Морской вестник, № 4, 2010, с.62-64.

45. I.S. Dolina, O.N. Frantsuzov, I.M. Levin, М.А. Rodionov. Corrélations between the atténuation coefficient and the hydrological characteristics in the Barents Sea. Proceedings of the V International Conférence "Current

Problems in Optics of Natural Waters" (ONW'2009), St. Petersburg, Russia, 2009, pp. 189-192.

46. Д.М. Браво-Животовский, JI.C. Долин, B.A. Савельев, B.B. Фадеев, Ю.Б. Щегольков, «Оптические методы диагностики океана. Лазерное зондирование», Дистанционные методы исследования океана, Горький, ИПФ АН СССР, стр. 84-125, 1987

47. I.S. Dolina, L.S. Dolin, I.M. Levin, A.A. Rodionov, «Diagnostic abilities of oceanic lidars», Proceedings of the III International Conference "Current Problems in Optics of Natural Waters"(ONW'2005), I. Levin and G. Gilbert, Editors. D.S. Rozhdestvensky Optical Society. St. Petersburg. P. 220-225, 2005

48. I.S. Dolina, L.S. Dolin, I.M. Levin, A.A. Rodionov, V.A. Savel'ev, «Inverse problems of lidar sensing of the ocean», In: "Current research on remote sensing, laser probing and imagery in natural water". SPIE Proceedings, v. 6615. 66150C (10 pages), 2007

49. L.S. Dolin, I.S. Dolina, V.A. Savel'ev, «The model of lidar images of internal waves», Proc. IV Int. Conf. ONW' P. 124 - 128, 2007

50. M.A. Родионов. Моделирование лидарных изображений внутренних волн по результатам измерений гидрооптических и гидрофизических параметров в северных морях. Сб. «Фундаментальная и прикладная гидрофизика» № 4(14), 2011, с. 80-88.

51. Долин Л.С., Левин И.М. Справочник по теории подводного видения. 1991. Л.: Гидрометеоиздат.

52. М.А. Родионов. Гидрооптические и гидрофизические параметры в северных морях и возможности лидарной индикации гидродинамических процессов // Труды 9-й Международной конференции «ПРИКЛАДНАЯ ОПТИКА-2010». Санкт-Петербург. 2010. Том 1. Стр. 291-294.

53. И.М.Левин, Л.С. Долин, О.Н. Французов, М.А. Родионов, В.Ю. Осадчий, Т.М. Радомысльская, H.H. Рыбалка. О возможности наблюдения гидрофизических неоднородностей в Баренцевом море лидарным методом. Труды 9 Международной конференции "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики". Санкт-Петербург, 2008, с. 366-370.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Труды конференций

1. И.М.Левин, Л.С. Долин, О.Н. Французов, М.А. Родионов, В.Ю. Осадчий, Т.М. Радомысльская, Н.Н. Рыбалка. О возможности наблюдения гидрофизических неоднородностей в Баренцевом море лидарным методом. Труды 9 Международной конференции "Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики". Санкт-Петербург, 2008, с. 366-370.

2. O.N. Frantsuzov, I.M. Levin, V.Yu. Osadchy, М.А. Rodionov, V.V. Savchenko, T.M. Radomyslskaya, S.P. Gusarova. A device for simultaneously measuring attenuation coefficient, temperature and salinity: measurements in the Barents and Black Seas. Proceedings of the IV International Conference "Current Problems in Optics of Natural Waters" (ONW'2007), N. Novgorod, 2007, pp.267-270.

3. A.V. Zimin, A. A. Rodionov, M.A. Rodionov, N. E. Pokrovskaya, O. N. Frantsuzov. Variability of the attenuation coefficient of light during the tidal cycle in the White Sea (according to the research data collected in the expedition to the Zapadnaya Soloveckaya Salma Strait of the Onega Bay, July 2008). Proceedings of the V International Conference "Current Problems in Optics of Natural Waters (ONW'2009)". p.171-172

4. A.V. Zimin, A. A. Rodionov, M.A. Rodionov, O. N. Frantsuzov, V. I. Chernook, Ju. A. Goldin. Spatial variability of the attenuation coefficient of light according to the aircraft lidar and contact optical measure (analysis of data collected in the Dvina Gulf of the White Sea in July 2008). Proceedings of the V International Conference "Current Problems in Optics of Natural Waters (ONW'2009)". p.246-248

5Л.8. Dolina, O.N. Frantsuzov, I.M. Levin, M.A. Rodionov. Correlations between the attenuation coefficient and the hydrological characteristics in the Barents Sea. Proceedings of the V International Conference "Current Problems

in Optics of Natural Waters" (ONW'2009), St. Petersburg, Russia, 2009, pp. 189192.

6. M.A. Родионов. Гидрооптические и гидрофизические параметры в северных морях и возможности лидарной индикации гидродинамических процессов // Труды 9-й Международной конференции «ПРИКЛАДНАЯ ОПТИКА-2010». Санкт-Петербург. 2010. Том 1. Стр. 291-294.

7. I.S. Dolina, O.N. Frantsuzov, I.M. Levin, M.A. Rodionov. Correlations between depth distributions of water attenuation coefficient and in the Barents and Kara Seas. Proceedings of the VI International Conference "Current Problems in Optics of Natural Waters" (ONW'2011), St. Petersburg, Russia, 2011, pp.99-103.

Статьи в изданиях, входящих в Перечень ВАК

8.0.Н. Французов, И.М.Левин, Л.С.Долин, М.А. Родионов, В.Ю.Осадчий, В.В. Савченко. Глубинные профили гидрофизических параметров в Баренцовом море примененительно к проблеме лидарного зондирования. Сб. «Фундаментальная и прикладная гидрофизика» № 4(6), 2009, с. 16-24.

9. И.С. Долина, М.А. Родионов, И.М. Левин. Восстановление характеристик гидрофизических полей в море из результатов гидрооптических измерений. Морской вестник, № 4, 2010, с.62-64.

10. И.М.Левин, М.А. Родионов, О.Н. Французов. Погружаемый измеритель показателя ослабления света морской водой. Оптический журнал, № 5, 2011.

11. М.А. Родионов. Моделирование лидарных изображений внутренних волн по результатам измерений гидрооптических и гидрофизических параметров в северных морях. Сб. «Фундаментальная и прикладная гидрофизика» № 4(14), 2011, с. 80-88.

12. М.А. Родионов, И.С. Долина, И.М.Левин. Корреляции между вертикальными распределениями показателя ослабления света и

плотностью воды в Баренцевом и Карском морях. Сб. «Фундаментальная и прикладная гидрофизика», (в печати).