Когерентное акустическое зондирование узкополосными импульсными сигналами как инструмент для исследования природных водоемов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.29, кандидат физико-математических наук Паньков, Алексей Леонидович

• Паньков, Алексей Леонидович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Паньков, Алексей Леонидович

Содержание

Введение

Актуальность темы

Цели задачи работы

Методы исследования

Научная новизна

Научная и практическая значимость работы

Апробация работы

Содержание диссертации

Основные положения, выносимые на защиту

Структура и объём работы

1 Формулировка проблемы

1.1 Озеро Байкал и гидродинамические процессы, протекающие в нём

1.2 Акустические методы

1.3 Измерение времени распространения акустического сигнала, скорости течения и средней температуры

1.4 Измерение дисперсии затухания звука в воде

1.5 Измерение вариаций скорости течения, времени прихода сигнала и его амплитуды

2 Теоретические основы используемых экспериментальных методов

2.1 Измерение скорости течения и температуры

2.2 Влияние дисперсии потерь на амплитудно-модулированный сигнал

2.3 Методика обработки принятого сигнала

2.4 Источники ошибок при измерениях на встречных

акустических сигналах

2.4.1 Стационарность среды

2

2.4.2 Многолучёвость

2.4.3 Движение принимающих и излучающих гидрофонов

2.4.4 Рефракция лучей из-за градиетна температуры

2.4.5 Расхождение лучей из-за скорости сдвига

2.4.6 Влияние неоднородностей среды

2.4.7 Дополнительные замечания к оценке влияния неоднородностей среды

2.4.8 Абсолютная ошибка при измерении скорости связанная с ФЧХ гидрофонов

3 Экспериментальные исследования возможностей акустического зондирования в озере Байкал

3.1 Эксперимент 2007 года

3.1.1 Экспериментальная установка

3.1.2 Зондирующий сигнал и рабочие частоты

3.1.3 Порядок проведения эксперимента

3.1.4 Собранные данные

3.2 Результаты эксперимента 2007 года

3.3 Эксперимент 2009 года

3.3.1 Экспериментальная установка

3.3.2 Зондирующий сигнал и рабочие частоты

3.3.3 Порядок проведения эксперимента

3.3.4 Собранные данные

3.4 Алгоритмы обработки данных, оценки амплитуды, фазы и ширины лепестка

4 Результаты обработки экспериментальных данных

4.1 Акустические и аппаратурные шумы

4.1.1 Спектр шума

4.1.2 Динамика среднего квадратичного отклонения мощности шума

4.2 Результаты анализа данных 2007 года

4.3 Результаты зондирования в горизонтальной конфигурации в 2009 году

4.4 Анализ предположения о влиянии льда на наблюдаемые эффекты

5 Возможное объяснение наблюдаемого эффекта частотной зависимости затухания звука в байкальской воде

5.1 Линейные колебания пузырька

5.2 Затухание и дисперсия звука в воде с пузырьками

5.3 Качественная оценка резонансных эффектов связанных с пузырьками

Заключение

Благодарности

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Когерентное акустическое зондирование узкополосными импульсными сигналами как инструмент для исследования природных водоемов»

Введение

Актуальность темы

Важнейшую роль в экосистеме озера Байкал играют процессы горизонтального и вертикального водообмена, обеспечивающие перенос органических и неорганических веществ, в том числе кислорода, во всем водном объеме вплоть до предельных глубин. Исследование основных процессов переноса вод в Байкале традиционными способами, путем эпизодического зондирования с борта научно-исследовательских судов, дает недостаточную информацию о многих неоднородных и нестационарных процессах переноса вод в Байкале. Трудности также связаны с недостаточной чувствительностью существующих приборов для измерения вертикальных перемещений вод, скорость которых, как правило, не превышает долей миллиметра в секунду.

Акустическая томография на протяжении десятков лет успешно применяется для исследования Океана, при этом в научной литературе очень мало упоминаний о её применении для исследования пресных водоёмов. Адаптация данного подхода для относительно небольших акустических трасс даёт возможность получать дополнительную информацию об интегральных свойствах исследуемой среды.

При акустическом зондировании на малых трассах становятся незначительными эффекты многолучёвости, но при этом возникает сложность при регистрации времени распространения сигнала, которое мало. Поэтому для проведения точных измерений может быть использовано синхронное фазовое детектирование, это позволяет измерять не только амплитуду, задержку и фазу импульсного сигнала, но и дополнительную внутриимпульсную модуляцию, которая возникает при наличии неравномерности поглощения в полосе частот сигнала. Для озера Байкал не существует данных по долговременному мониторингу указанных параметров, изменения которых при наличии численных моделей могут говорить о динамических процессах в озере.

Таким образом, в диссертации рассматривается подкласс акустических методов, предназначенных для исследования динамических процессов в естественных водоёмах, реальные возможности которых проверены с помощью созданных в ходе работы программно-аппаратных методических комплексов в натурных условиях на озере Байкал. Результаты работы позволяют считать, что при дальнейшем развитии эти методы могут стать новым эффективным инструментом долговременного мониторинга не только гидрофизических, но и гидробиологических процессов в водной среде. Данное направление соответствует современным научным тенденциям и предназначено для решения актуальных научных и практических задач охраны окружающей среды.

Цели задачи работы

Цель работы состояла в разработке и экспериментальном изучении возможностей метода когерентного зондирования водной среды акустическими частотно-манипулированными сигналами как инструмента для исследования гидрофизических процессов в больших природных водоемах.

Для достижения указанных целей в ходе работы были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка методики проведения экспериментов по акустическому зондированию водной среды озера Байкал с его ледового покрова.

2. Исследование и оценка факторов, влияющих на результаты акустического зондирования водной среды в рамках заданных условий.

3. Разработка электронной системы для акустического зондирования водной среды и программного обеспечения для управления ходом измерений при акустическом зондировании водной среды.

4. Проведение экспериментов по когерентному акустическому зондированию подлёдного слоя воды озера Байкал.

5. Разработка и реализация методов обработки экспериментальных данных. Проведение обработки, анализа и интерпретации экспериментальных данных, полученных в ходе экспериментов по когерентному акустическому зондированию подлёдного слоя воды озера Байкал.

Методы исследования

Результаты исследования базируются на теории передачи сигналов, теории геометрической акустики, гидроакустике, статистической радиофизике, теории измерений.

Ключевой методической идеей исследования является измерение внутриимпульсных фазовых искажений сигналов, это позволяет не только повысить чувствительность, как при обычных фазовых измерениях, но и учесть дисперсионные искажения сигналов, связанные с зависимостью затухания от частоты.

Научная новизна

В диссертационной работе получены следующие научные результаты:

• Разработаны новая методика измерений и программно-аппаратный комплекс для когерентного акустического зондирования со льда как инструмент для исследования гидрофизических процессов в больших природных водоемах;

• впервые проведены эксперименты по когерентному акустическому зондированию и получены новые результаты по долговременному измерению дисперсионных свойств водной среды озера Байкал;

• впервые обнаружена аномалия, заключающаяся в наличии суточного хода частотной дисперсии акустических сигналов в подлёдном слое озера Байкал;

• впервые установлено существенное влияние изменчивости свойств водной среды на распространение акустических сигналов в диапазоне частот 20-40 кГц.

Научная новизна подтверждена публикациями в рецензируемых научных изданиях и представлением докладов на международных и отечественных конференциях.

Научная и практическая значимость работы

Теоретическая значимость работы состоит в разработке метода когерентного акустического зондирования и анализе его устойчивости, а также чувствительности к параметрам водной среды; выявлении неизвестных ранее дисперсионные свойства байкальской воды: обнаружении эффекта аномальной частотной зависимости ослабления амплитуды, который, по-видимому, вызван наличием неоднородностей среды. В данный момент природа этих неоднородностей не ясна, но можно предположить, что они связаны с неоднородностью и нестационарностью пространственного распределения фито- и/или зооплактона.

Практическая значимость работы состоит в том, что создан программно-аппаратный комплекс для когерентного акустического зондирования водной среды на встречных звуковых сигналах, проведена апробация метода когерентного акустического зондирования, собран массив экспериментальных данных. Разработанный экспериментальный метод весьма чувствителен к проявлениям неоднородностей водной среды. Последующее исследование моделей водной среды с подобными неоднородностями должно выявить причины, которые приводят к наблюдаемому эффекту, а разработанный метод можно будет использовать как инструмент для мониторинга тех или иных процессов в экосистеме озера Байкал и других природных водоёмов.

По материалам диссертации имеется 7 публикации, из них в зарубежных научных журналах и журналах из списка ВАК - 2 работы, в

сборниках материалов всероссийских и международных конференций - 5 работ.

Апробация работы

Результаты исследований докладывались на сессиях Российского Акустического Общества (XX сессия РАО Москва, 2008 г и XXII сессия РАО Москва, 2010 г), Международной конференции «Потоки и структуры в жидкостях» (Москва, 2009 г), 9-й Всероссийской НПК «Современные проблемы радиоэлектроники и связи» (Иркутск, 2010 г), 5-й Верещагинской байкальской конференции (Иркутск, 2010 г). Также проводились семинары в НИИПФ ИГУ и ИСЗФ СО РАН.

Работы автора были отмечены грамотами Российского Акустического Общества (Диплом за лучший доклад молодого специалиста в секции «Акустика океана» в 2008 году, Диплом за лучший доклад молодого специалиста в секции «Физическая акустика» в 2010 году) и был награждён на международной Рап-ЯЕС конференции за лучший стендовый доклад в 2008 году.

Содержание диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы.

Во введении показана актуальность темы, обсуждаются принципы и подходы к предмету исследования, формируются задачи и положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан обзор литературы по проблеме акустических измерений и в частности акустической томографии, также рассмотрены проблемы изучения озера Байкал. Дано описание истории исследования и современного состояния проблемы. Описаны способы экспериментальных исследований и основные параметры сигналов, которые значимы в контексте данной работы.

Заключение диссертации по теме «Физика атмосферы и гидросферы», Паньков, Алексей Леонидович

Заключение

В ходе исследования были получены следующие результаты:

• Рассмотрены возможные подходы к измерению гидрофизических параметров в естественных водоёмах акустическими методами. Для целей зондирования подлёдного слоя озера Байкал предложен подход, основанный на синхронном фазовом детектировании узкополосных импульсных сигналов.

• Проведён подробный анализ факторов влияющих на точность акустических измерений на встречных звуковых сигналах, показано, что неоднородности в акустических свойствах среды могут оказывать существенное влияние на оценки скорости в случае, когда принимающие и передающие гидрофоны разнесены в пространстве (т.е. не являются одним и тем же физическим устройством). Сделано обоснование используемой формы зондирующего импульсного сигнала.

• Разработана установка для проведения акустических измерений, изготовлены аналоговые модули электроакустических преобразователей. Разработана программная система для управления ходом проведения эксперимента и предварительной обработки экспериментальных данных.

• В 2007 году проведены измерения скоростей, температуры и показателей затухания, а также частотной дисперсии затухания для трёх несущих частот. Собраны данные по акустическому зондированию в течение десяти суток.

• В 2009 году проведён эксперимент по измерению дисперсионных свойств подлёдного слоя байкальской воды и их пространственной зависимости. При эксперименте использовалось двенадцать несущих частот зондирующих сигналов в диапазоне от 19912 Гц до 37589 Гц собраны, данные по акустическому зондированию в течение девяти с половиной суток.

• Разработаны методики и алгоритмы обработки экспериментальных данных и оценки фазы сигнала, амплитуды и относительной ширины лепестка на фазовой диаграмме сигнала, проведён анализ их статистической достоверности.

• Проведён анализ акустических и аппаратных шумов и их влияния на проводимые измерения. Выявлена значительная вариабельность акустических шумов во времени, но в ввиду использования предложенных методик проведения измерений, обработки и анализа данных, результаты измерений обладают высокой устойчивостью к шумам.

• Осуществлена обработка экспериментальных данных 2007 и 2009 годов, получены временные ряды оценок для амплитуды, фазы и относительной ширины лепестка. На основе анализа экспериментальных данных обнаружена аномальная частотная дисперсия затухания, которая изменчива во времени, причем характер временной зависимости затухания различен для близких несущих частот. Данный эффект до проведённых экспериментов не имел отражения в научной литературе, считалось, что для пресной воды коэффициент поглощения звука растет пропорционально квадрату частоты. Обнаружена неоднородность акустических свойств водной среды, которая проявляется в том, что параметры сигналов на вложенных трассах изменяются некоррелированным образом.

• Проанализированы альтернативные варианты интерпретации полученных экспериментальных данных и доказано, что возможное влияние эффектов многолучевости, в частности, связанной с распространением и переотражением зондирующих акустических сигналов во льду, не существенно.

• Выдвинута гипотеза о возможном объяснении наблюдаемой аномальной частотной дисперсии за счёт наличия в водной среде зоо- и/или фитопланктона с прикреплёнными газовыми пузырьками размерами порядка 0.1 мм.

Полученные в диссертационной работе результаты могут быть использованы при планировании и проведении экспериментов по акустическому зондированию воды в естественных пресных водоёмах, а также анализе экспериментальных данных. Кроме того, результаты исследования могут быть использованы для проверки теоретических моделей, описывающих наблюдаемое явление аномальной нестационарной частотной дисперсии звука в природной воде. Также есть перспектива использовать описанный экспериментальный метод для мониторинга экологических параметров водоёмов. Данное направление имеет перспективы дальнейшего исследования.

Благодарности

Автор считает своим долгом выразить признательность всем участникам ледовой экспедиции на глубоководный телескоп НТ-200 на Южный Байкал, в особенности начальнику экспедиции Г.В. Домогацкому, а также коллективу лаборатории физики лептонов, без помощи которых не было бы возможным проведение ледовых экспериментов.

Автор выражает благодарность своему научному руководителю доктору физико-математических наук профессору Н.М. Будневу за постановку научной задачи, помощь и участие в проводимых научных работах, в том числе и в качестве директора НИИПФ, а также за руководство и наставничество; доктору физико-математических наук И.И.

Орлову за участие в планировании экспериментов, обсуждение научных результатов, кандидату физико-математических наук Н.В. Ильину

Отдельно благодарю кандидата физико-математических наук и моего отца Л.В. Панькова, за помощь во всех работах и обсуждение результатов экспериментов и всех моих идей, в том числе ненаучного характера, а также за формирование родовой предрасположенности к исследовательской деятельности.

Доктору физико-математических наук Н.Т. Афанасьеву за рецензирование статей и обсуждение результатов экспериментов.

Работа выполнена при финансовой поддержке минобрнауки РФ (ГК № 02.740.11.0018, 14.740.11.0078, П878, П1146, П1242, П2504, задания РНП 2.2.1.1/1483, 2.1.1/1539, 2.2.1.1/5901 НОЦ «Байкал»).

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Паньков, Алексей Леонидович, 2012 год

Список литературы

1. Абдуллаев С.С., Заславский Г.М. Классические нелинейная динамика и хаос лучей в задачах распространения волн в неоднородных средах // УФЫ, — 1991. — Т. 161, №8, —с. 1-43.

2. Акустический мониторинг динамических процессов морской среды в проливах / В.А. Акуличев, С.И. Каменев, Ю.Н. Моргунов, A.B. Нужденко // Морские технологии, — Владивосток, 2000. — Вып. 3. — С. 146-150.

3. Алексеев В.Н., Буланов В.А. Об уравнениях динамики сферической полости в сжимаемой жидкости в звуковом поле // Акуст. ж. — 1979. — Т. 25, Вып. 6. —С. 921-925.

4. Бреховских JIM., Годин O.A. Акустика слоистых сред. — М.: Наука, 1989. —416 с.

5. Эксперимент по когерентному акустическому зондированию оз. Байкал / Н.М. Буднев, Н.В. Ильин, И.И. Орлов и др. // Акустические измерения и стандартизация. Электроакустика. Ультразвук и ультразвуковые технологии. Атмосферная акустика. Акустика океана. Сборник трудов XVIII сессии Российского акустического общества. — Т. 2. — М.: ГЕОС, 2006. — С. 195-199.

6. Когерентное акустическое зондирование как метод наблюдения гидрофизических процессов / Н.М. Буднев, Н.В. Ильин, И.И. Орлов, A.JI Паньков, Л.В. Паньков // Акустические измерения и стандартизация. Электроакустика. Ультразвук и ультразвуковые технологии. Атмосферная акустика. Акустика океана. Сборник трудов XX сессии Российского акустического общества. — Т. 2. — М.: ГЕОС, 2008. — С. 288-292.

7. Наблюдение нестационарности частотной дисперсии потерь во время подводного акустического зондирования воды оз. Байкал в 2009 году / Н.М. Буднев, Н.В. Ильин, И.И. Орлов, А.Л. Паньков, Л.В. Паньков //

Акустические измерения и стандартизация. Электроакустика.

133

Ультразвук и ультразвуковые технологии. Атмосферная акустика. Акустика океана. Сборник трудов XXII сессии Российского акустического общества. — Т. 2. — М.: ГЕОС, 2010. — С. 19-21.

8. Когерентное акустическое зондирование, как инструмент исследования конвективных структур в природных водоёмах, на примере серии экспериментов на озере Байкал / Н.М. Буднев, Н.В. Ильин, И.И. Орлов, A.JI. Паньков, JI.B. Паньков // Сб. докладов "Потоки и структуры в жидкостях: физика геосфер". — М. 2009. — С. 41-43.

9. Нестационарность частотной дисперсии потерь по данным акустического зондирования воды оз. Байкал / Н.М. Буднев, Н.В. Ильин, И.И. Орлов, A.JI Паньков, JI.B. Паньков // Материалы 5-й Верещагинской конференции. — И. 2010. — С. 215-216.

Ю.Буднев Н.М., Орлов И.И., Паньков A.JI., Паньков JI.B. Электронный журнал "Исследовано в России", 18, 241-249, 2010. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2010/018.pdf

11 .Наблюдение нестационарности параметров сигнала при когерентном акустическом зондировании воды оз. Байкал в 2009 году. / Н.М. Буднев, И.И. Орлов, A.JI. Паньков, Л.В. Паньков // Вестник ИрГТУ. — И. 2010. — №7. —С. 43-45.

12.0 частотной дисперсии потерь при акустическом зондировании воды оз. Байкал / Н.М. Буднев, Н.В. Ильин, И.И. Орлов, А.Л. Паньков, Л.В. Паньков // Доклады академии наук. 2011. — №3. Т. 439 — С. 403-406.

13.Буланов В. А. Введение в акустическую спектроскопию микронеоднородных жидкостей. — Владивосток: Дальнаука, 2001. — 280 с.

Н.Верещагин Г.Ю. Некоторые данные о режиме глубинных вод Байкала в районе Маритуя // Труды комиссии по изучению Байкала. — 1927. — Т. 2, —С. 77-136.

15.Вотинцев К. К. Гидрохимия озера Байкал. — М.: Изд-во АН СССР, 1961. —311 с.

16.Гегузин Я. Е. Пузыри. — М.: Наука, 1985. — 176 с.

17.Галазий Г. И. Байкал в вопросах и ответах. — Иркутск: ВосточноСибирское книжное изд-во, 1987. — 384 с.

18.Конвекция и перемешивание подо льдом озера Байкал / Гранин Н.Г., Гнатовский Р.Ю., Жданов A.A. и др. // Сиб. экол. журн. — 1999. —№6

— С. 597-600.

19.Гранин Н.Г., Гранина JI.3. Газовые гидраты и выходы газов на Байкале. // Геология и геофизика. — 2002. — Т. 43, №7. — С. 629-637.

20.Жданов A.A., Гранин Н.Г., Шимараев М.Н. О механизмах генерации подледных течений в Байкале. // Докл. РАН. — 2001. — Т. 377, №3. — С. 392-395.

21.Жданов A.A., Гранин Н.Г., Шимараев М.Н. Подледные течения Байкала (на основе новых экспериментальных данных). // География и природные ресурсы. — 2002. — №1 — С. 79-83.

22.3астенко В. Е., Ильин Н. В., Орлов И. И. Тонкая структура сигналов, отражённых от ионосферы // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука. — 1993. — Вып. 100 — С. 158— 173.

23.Ильин В.А., Садовничий В.А., Сендов Б.Х. Математический анализ. Начальный курс. — М.: Изд-во МГУ, 1985. — 662 с.

24.Исимару А. Распространение волн в случайно-неоднородных средах. — М.: Мир, 1981.— Т. 1. —280 с.

25.Исимару А. Распространение волн в случайно-неоднородных средах. — М.: Мир, 1981.— Т. 2. —317 с.

26.Клей К., Медвин Г. Акустическая океанография. — М.: Мир, 1980. — 580 с.

27.Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. — М.: Наука, 1984, —400 с.

28.Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. — М.: Наука, 1988.

— Т. VI. Гидродинамика. — 736 с.

29.Левин Б. Р. Теоретические основы статистической радиотехники. — М.: Радио и связь, 1989. — 656 с.

30.Крупномасштабные возмущения и внутренние волны в озере Байкал / C.B. Ловцов, Ю.В. Парфенов, А.Э. Растегин и др. // Астрофизика и физика микромира. Материалы Байкальской школы по фундаментальной физике. 1998. — С. 279-285.

31. Орлов И.И. Об одном методе описания прохождения сигналов через линейные стационарные цепи // Исследования по геомагнетизму, аэрономомии и физике Солнца. — М.: Наука. — 1991. — Вып. 96. — С. 3-12.

32.Орлов И. И., Ильин Н. В. О влиянии дисперсии потерь на форму импульсного сигнала в подводном акустическом канале // Оптика атмосферы и океана. — 1994. — Т. 7, №11-12. — С. 1585-1591.

33.Преображенский Е. С. Цифровые радиоприёмные устройства. — М.: Радио и связь, 1987. — 184 с.

34.Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. — М.: Мир, 1978. — 848 с.

35.Россолимо P.P. Температурный режим озера Байкал // Труды Байкальской лимнологической станции АН СССР. — 1957. — Москва. Т. 16. —с. 552.

36.Свердин Г.М. Прикладная гидроакустика. — Л.: Судостроение, 1990. — 320 с.

37.Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов. — СПб.: Питер, 2002. — 608 с.

38.Сташкевич А. П. Акустика моря. — Л.: Судостроение, 1966. — 350 с.

39.Татарский В.И. Распространение волн в турбулентной атмосфере. — М.: Наука, 1967, —548 с.

40.Урик Р.Д. Основы гидро-акустики. — Л.: Судостроение. 1978. — 443 с.

41.Федоров К.Н. Физическая природа и структура океанических фронтов. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. — 296 с.

42.Худсон Д. Статистика для физиков. - М.: Мир, 1970. — 296 с.

43.Чигарев A.B., Чигарев Ю.В. О возможности возникновения стохастической неустойчивости лучей в неоднородных средах // Акустический журнал. — 1978. — Т. 24, №5. — С. 765-771.

44.Шерстянкин П.П., Куимова Л.Н. Основные черты поля скорости звука и подводный звуковой канал в открытом Байкале. // Докл. РАН. — 1992. — Т. 324, №1. — С. 187-190.

45.Шерстянкин П.П. Фронтогенез на Байкале по материалам оптических наблюдений. // Докл. РАН. — 1992. — Т. 326, №2. — С. 366-370.

46.Шерстянкин П.П., Куимова Л.Н. Об уплотнении при смешении вод в пресных водоемах // Докл.РАН. — 1992. — Т. 25, №5. — С. 1087-1090.

47.Шерстянкин П.П. О спектрах турбулентности на Байкале. // Проблемы экологии, — 1995, —№2. —С. 11-17.

48.Шимараев М.Н. Элементы теплового режима озера Байкал // Новосибирск: Наука. — 1977. — с. 149.

49.Шимараев М.Н., Гранин Н.Г. К вопросу о стратификации и механизме конвекции в Байкале // ДАН. — 1991. — Т. 321, №2. — С.381.

50.Международный гидрофизический эксперимент на Байкале: процессы обновления глубинных вод в весенний период / М.Н. Шимараев, М.А. Грачев, Д.М. Имбоден и др. // Докл. РАН. — 1995. — Т. 343, №6. — С. 824-827.

51.0 проявлении на Байкале глобальных изменений климата в XX столетии / М.Н. Шимараев, Л.Н. Куимова, В.Н. Синюкович, В.В. Цехановский // Докл. РАН. — 2002. — Т. 383, №3. — С. 397^00.

52.Климат и гидрологические процессы в бассейне оз. Байкал в XX столетии / Шимараев, Л.Н. Куимова, В.Н. Синюкович, В.В. Цехановский // Метеорология и гидрология. — 2002. — №3. — С. 7178.

53.0 межкотловинном водообмене в Байкале / М.Н. Шимараев, Н.Г. Гранин, В.М. Домышева и др. // Вод. Ресурсы. — 2003. — Т. 30, №6. — С. 678-681.

54.High-frequency acoustic noise of Lake Baikal / Ainutdinov V., Balkanov V., Belolaptikov I. et al. // Acoustical Physics. — 2006. — Vol. 52. — Pp. 495504.

55.Aynutdinov, V. et al. The Baikal neutrino telescope as underwater laboratory for astroparticle physics and environmental study // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. — 2009. — V. 598. — P. 282-288.

56.Deep convection in a lake triggered by wind: Two-dimensional numerical experiments with a nonhydrostatic model / Kazunori Akimoto, Kiyoshi Tanaka, Toshiyuki Awaji, Norihisa Imasato // Journal of Oceanography. — 1995. —Vol. 51, №2. — Pp. 171-185.

57.Buckingham M.J., Berkhout B.V., Gleg S.A. Imaging the ocean with ambient nise // Nature. — 1992. — Vol. 356. — Pp. 327-329.

58.Barotropic currents and vorticity in the central North Pacific Ocean during summer 1987 determined from long-range reciprocal acoustic transmissions / B. D. Dushaw, P. F. Worcester, B. D. Cornuelle, В. M. Howe // Journal of Geophysical Research. — 1994. — Vol. 99. — Pp. 3263-3272.

59.Barotropic and Baroclinic Tides in the Central North Pacific Ocean Determined from Long-Range Reciprocal Acoustic Transmissions / B. D. Dushaw, В. M. Howe, B. D. Cornuelle et al. // Journal of Physical Oceanography. — 1995. — Vol. 25, №4. — Pp. 631-647.

60.Botte V., Kay A. A model of the wind-driven circulation in Lake Baikal // Dynamics of Atmospheres and Oceans. — 2002. — Vol. 35, № 2. — Pp. 131-152.

61.Carstensen E. L., Foldy L. L. Propagation of sound through a liquid containing bubbles // J. Acoust. Soc. Am. — 1947. — №19. — Pp. 481-501.

62.Chen Chen-Tung A., Millero Frank J. Precise Thermodynamic Properties for Natural Waters Covering Only the Limnological Range // Limnology and Oceanography. — 1986. — Vol. 31, №3. — Pp. 657-662.

63.Eckart Carl. Principles and Applications of Underwater Sound. — Department of the Navy, NAVMAT P-9674, Govt. Printing Office, Washington, DC. 1968. — 311 p.

64.Farmer D.M., Clifford S.F. Space-time acoustic scintillation analysis: A new technique for probing ocean flows // IEEE J. Oceanic Eng. — 1986. — Vol. 0E-11,№1.—Pp. 42-50.

65.Farmer D.M., Clifford S.F., Verrall J.A. Scintillation structure of a turbulent tidal flow // J. Geophys. Res. — 1987. — Vol. 92, №C5. — Pp. 5369-5382.

66.Feuillade C. The attenuation and dispersion of sound in water containing multiply interacting air bubbles // The Journal of the Acoustical Society of America. — 1996. — Vol. 99, №6. — Pp. 3412-3430.

67.Flatte S.M. Wave propagation through random media: Contributions from ocean acoustics // Proc. IEEE. — 1983. — Vol. 71, №11. — Pp. 1267-1294.

68.Firing E. Acoustic doppler current profiling measurements and navigation // US World Ocean Circ. Exp. Hydrogr. Prog. Rep. WHPO-91-1, WOCE rep. 68/91, San Diego, Calif. —1991.

69.Freitag L., Stojanovic M. Basin-scale acoustic communication: A feasibility study usingtomography M-sequences // Proc. Oceans 2001, Honolulu, HI. — 2001.—Pp. 2256-2261.

70.Processes of Deep-Water Renewal in Lake Baikal / R. Hohmann, R. Kipfer, F. Peeters et al. // Limnology and Oceanography. — 1997. — Vol. 42, №5.

— Pp. 841-855.

71.Holland P. R., Kay A., Botte V. A Numerical Study of the Dynamics of the Riverine Thermal Bar in a Deep Lake // Environmental Fluid Mechanics. — 2001. —Vol. 1,№3.—Pp. 311-332.

72.Kay A. Thermobaric flow // Dynamics of Atmospheres and Oceans. — 2001.

— Vol. 34, №2-4. — Pp. 263-289.

73.Modeling Deep-Water Renewal in Lake Baikal / P. D. Killworth, E. C. Carmack, R. F. Weiss, R. Matear // Limnology and Oceanography. — 1996.

— Vol. 41, №7. —Pp. 1521-1538.

74.Leighton T.G. The acoustic bubble. — Academic Press, 1997. — 613 p.

75.Liebermann L. N. The Origin of Sound Absorption in Water and in Sea Water // The Journal of the Acoustical Society of America. — 1948. — Vol. 20, №6, —Pp. 868-873.

76.Mellor George L. An Equation of State for Numerical Models of Oceans and Estuaries // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. — 1991. — Vol. 8, №4. —Pp. 609-611.

77.Menemenlis D., Farmer D. Acoustical Measurement of Current and Vorticity beneath Ice // Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. — 1992. — 12. — Vol. 9, №6. — Pp. 827-849.

78.Milne A.R., Ganton J.H. Ambient noise under Arctic Sea ice // JASA. — 1962. —Vol.36.—P. 855.

79.Minnaert M. On musical air-bubbles and sounds of running water // Phylos. Mag. — 1993. — Vol. 16, №17. — Pp. 235-243.

80.Munk W., Wunsch C. Ocean acoustic tomography: a scheme for large scale monitoring // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research. — 1979.

— February. — Vol. 26. — Pp. 123-161.

81.Redecopp L.G. On the theory of solitary Rossby waves // J. Fluid Mech. — 1977. — Vol. 82. — Pp. 725-745.

82.Rutherford I.D. Data Assimilation by Statistical Interpolation of Forecast Error Fields. Journal of Atmospheric Sciences. — 1972. — Vol. 29. — Pp. 809-815

83.Lake Baikal deepwater renewal mystery solved / M. Schmid, N. M. Budnev, N. G. Granin et al. // Geophys. Res. Lett. — Jul 2008. — Vol. 35, №9

84.Schwab D. J., Bedford K. W. Initial implementation of the Great Lakes Forecasting System: A real-time system for predicting lake circulation and

thermal structure // Water Pollut. Res. J. Can. — 1994. — №29. — Pp. 203220.

85.Shimaraev M. N., Granin N. G., Zhdanov A. A. Deep Ventilation of Lake Baikal Waters Due to Spring Thermal Bars // Limnology and Oceanography. — 1993. —Jul. —Vol. 38, №5. —Pp. 1068-1072.

86.Physical limnology of Lake Baikal: a review / M. N. Shimaraev, V. I. Verbolov, N. G. Granin, P. P. Sherstyankin // Baikal Int. Center for Ecological Research. Print. №2. Irkutsk-Okayama. — 1994. —P. 81.

87.Tsvetova E. Effect of the coriolis force on convection in a deep lake: Numerical experiment // Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. — 1998. — Vol. 39, №4. — Pp. 593-599.

88.Twersky V. Multiply Scattering of Waves and Optical Phenomena // J. Opt. Soc. Am. — 1962. — Vol. 52. — Pp. 145-171.

89.Estimation of the Stability of Acoustic Reciprocal Transmission in LongRange Propagation at the Central Equatorial Pacific / Y. Wang, H. Hachiya, T. Nakamura, I. Nakano // Japanese Journal of Applied Physics. — 2002. — Vol. 41, Part 1, №5B. — Pp. 3525-3529.

90.Wang Y., Hachiya H. Differential travel time series of the reciprocal transmission in 1999 ocean acoustic tomography data // Acoustical Science and Technology. — 2005. — Vol. 26, №1. — Pp. 76-78.

91.Estimation of the Travel Time Using the New Measurement Technique for Long-range Transmission / Y. Wang, H. Hachiya, T. Nakamura, H. Fujimori // Japanese Journal of Applied Physics. — May 2004. — Vol. 43. — Pp. 3169-3175.

92.Weiss R. F., Carmack E. C., Koropalov V. M. Deep-water renewal and biological production in Lake Baikal // Nature. — 1991. — Vol. 349, №6311,—Pp. 665-669.

93.Wijngaarden L. Van. One-dimensional flow of liquids containing small gas bubbles // Ann. Rev. Fluid Mech. — 1972. — Vol. 4. — Pp. 369-396.

94. Worcester P. F. Reciprocal acoustic transmission in a mid-ocean environment: Ph.D. thesis / California Univ., San Diego. — 1977.

95.Worcester P. F., Spindel R. C., Howe В. M. Reciprocal Acoustic Transmissions: Instrumentation for Mesoscale Monitoring of Ocean Currents // IEEE Journal of Oceanic Engineering. — April 1985. — Vol. ОЕ-10, №2. — Pp. 123-137.

96.Howe В. M., Worcester P. F., Spindel R. C. Ocean acoustic tomography: Mesoscale velocity // Journal of Geophysical Research. — 1987. — April. — Vol. 92, —Pp. 3785-3806.

97.Cold intrusions in Lake Baikal: Direct observational evidence for deep water renewal / A. J. Wueest, Т. M. Ravens, N. G. Granin et al. // Limnol. Oceanogr. — 2005. — Vol. 50, №1. — Pp. 184-196.

98.Базовый модуль АМВРСХ [Электронный ресурс] // Инструментальные системы: [сайт]. 2010. URL: http://www.insys.ru/ambunits/ambpcx (дата обращения: 02.09.2010).

99.Модуль процессора ЦОС ADP6713PCI [Электронный ресурс] // Инструментальные системы: [сайт]. 2010. URL: http://www.insys.ru/dsp/adp6713 (дата обращения: 02.09.2010).

100. Среда графического программирования Lab VIEW [Электронный ресурс] // LabVIEW.ru - National Instruments [сайт]. 2010. URL: http://www.labview.ru/labview.php (дата обращения: 02.09.2010).

101. Субмодуль АЦП/ЦАП ADM1624xl92 [Электронный ресурс] // Инструментальные системы: [сайт]. 2010. URL: http://www.insys.ru/subunits/adml624xl92 (дата обращения: 02.09.2010).

102. Документация ПО [Электронный ресурс] // Инструментальные системы [сайт]. 2010. URL: http://www.insys.ru/doc/soft/index.htm (дата обращения 02.09.2010).

103. AD9854: CMOS 300 MSPS Quadrature Complete DDS [Электронный ресурс] // Analog Devices: [сайт]. 2010. URL:

http://www.analog.com/en/rfif-components/direct-digital-synthesis-dds/ad9854/products/product.html (дата обращения: 02.09.2010).

104. LM3886 - High-Performance 68W Audio Power Amplifier with Mute [Электронный ресурс] // National Semiconductor: [сайт]. 2010. URL: http://www.national.com/mpf/LM/LM3886.html (дата обращения: 02.09.2010).

105. MATLAB - The Language Of Technical Computing [Электронный ресурс] // Math Works: [сайт]. 2010. URL: http://www.mathworks.com/products/matlab (дата обращения: 02.09.2010).

106. MAX4249, MAX4250, MAX4251, MAX4252, MAX4253, MAX4254, MAX4255, MAX4256, MAX4257 [Электронный ресурс] // Analog, linear, and mixed-signal devices from Maxim/Dallas Semiconductor: [сайт]. 2010. URL: http://www.maxim-ic.eom/datasheet/index.mvp/id/1803/t/al (дата обращения: 02.09.2010).

107. Octave [Электронный ресурс] // GNU Operating System: [сайт]. 2010. URL: http://www.gnu.org/software/octave (дата обращения: 02.09.2010).