Океанографические исследования
Дается краткий обзор концепции развития средств гидроакустического обследования акваторий Мирового океана в XXI веке, особенностями которой являются обеспечение комплексности экспедиционных работ и построение единой теории интегральной интерпретации натурных данных. Наведено короткий огляд концепції...
Saved in:
| Published in: | Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану) |
|---|---|
| Date: | 2004 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Науково-технічний центр панорамних акустичних систем НАН України
2004
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19097 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Океанографические исследования / А.И. Гончар // Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану): Зб. наук. пр. — Запоріжжя: НТЦ ПАС НАН України, 2004. — № 1. — С. 9-12. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859614796261883904 |
|---|---|
| author | Гончар, А.И. |
| author_facet | Гончар, А.И. |
| citation_txt | Океанографические исследования / А.И. Гончар // Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану): Зб. наук. пр. — Запоріжжя: НТЦ ПАС НАН України, 2004. — № 1. — С. 9-12. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану) |
| description | Дается краткий обзор концепции развития средств гидроакустического обследования акваторий Мирового океана в XXI веке, особенностями которой являются обеспечение комплексности экспедиционных работ и построение единой теории интегральной интерпретации натурных данных.
Наведено короткий огляд концепції розвитку засобів гідроакустичного обстеження акваторій Світового океану в XXI столітті, особливостями якої є забезпечення комплексності експедиційних робіт і побудова єдиної теорії інтегральної інтерпретації натурних даних.
The conception of developing means of hydroacoustic surveys of the World ocean areas in XXI century is briefly considered in the present paper. The main features of this conception are support of comprehensive expedition works and creation of an unified theory of working data interpretation.
|
| first_indexed | 2025-11-28T17:53:10Z |
| format | Article |
| fulltext |
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2004 (№1)
9
УДК 551.46.0
ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
© А.И. Гончар, 2004
Научно-технический центр панорамных акустических систем НАН Украины, г. Запорожье
Наведено короткий огляд концепції розвитку засобів гідроакустичного обстеження акваторій Світового
океану в XXI столітті, особливостями якої є забезпечення комплексності експедиційних робіт і побудова єдиної
теорії інтегральної інтерпретації натурних даних.
Дается краткий обзор концепции развития средств гидроакустического обследования акваторий Миро-
вого океана в XXI веке, особенностями которой являются обеспечение комплексности экспедиционных работ и
построение единой теории интегральной интерпретации натурных данных.
The conception of developing means of hydroacoustic surveys of the World ocean areas in XXI century is
briefly considered in the present paper. The main features of this conception are support of comprehensive expedition
works and creation of an unified theory of working data interpretation.
Развитие технических средств гидроакустического обследования акваторий Мирового
океана, часть которого составляет свыше 70% поверхности Земли, приобрело большое зна-
чение во второй половине XX века. На просторах Мирового океана решаются стратегически
важные оборонительные, экологические и народнохозяйственные проблемы стран Мирового
сообщества, осуществляются морские перевозки, он является источником пищевых и сырье-
вых ресурсов, а также средой, которая влияет на естественные процессы нашей планеты. В
сравнении с континентальной частью Мировой океан еще недостаточно изучен. Так, по
оценкам специалистов Международной гидрографической организации, только на 16% пло-
щади Мирового океана проведены съемки, которые позволяют определять подводную топо-
графию, для 22% имеются данные, которые дают основания анализировать основные эле-
менты морского дна, а на 62% имеется лишь некоторая информация о морском дне.
Океанографические исследования, которые ведутся в динамически неустойчивой
стратифицированной среде, физико-химические параметры которой изменяются как в про-
странстве, так и во времени, предъявляют высокие требования к организации, методике и
технологии проведения измерений. Современный уровень развития науки и техники выдви-
гает довольно жесткие требования к точности информации, требует постоянного повышения
уровня специальных знаний для работы с новыми автоматизированными техническими сред-
ствами в условиях океанской среды.
Уровень требований к океанографической информации зависит как от географическо-
го положения, так и принятой морской доктрины страны. Отдельные морские государства
рассматривают Мировой океан как ключ к национальной безопасности и выдвигают соответ-
ственно более жесткие требования к знанию отдельных характеристик и параметров состоя-
ния океанской среды и ее временной изменчивости. Все это в совокупности определяет объ-
емы фундаментальных и прикладных исследований, среди которых изучение рельефа дна,
исследования состава и разнообразных свойств морских грунтов и осадочных пород, изуче-
ние гравитационного, магнитного, электрического и других полей в Мировом океане, аку-
стического взаимодействия океанской толщи и дна, создание геолого-акустических моделей
на отдельные районы Мирового океана.
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2004 (№1)
10
Заметный рост стоимости судового времени в современных условиях при ограничен-
ном финансировании науки, в том числе экспедиционных исследований, вызывает необхо-
димость комплексности и оперативности всех проводимых экспедиционных работ.
Комплексность предполагает выполнение в рамках одной научно-исследовательской
или инженерно-изыскательской программы выполнение работ, направленных на получение
одновременно геофизической, химической, геоакустической, метеорологической, геологиче-
ской и геоэкологической информации на район выполнения экспедиционных работ.
Реализация комплексности и оперативности океанологических исследований и изы-
сканий может быть достигнута интегрированием на основе локальной компьютерной сети
всего приборного парка научно-исследовательского судна в единый многоцелевой автомати-
зированный модульно-блочный информационно-измерительный комплекс, способный обес-
печить автоматизацию процесса сбора, первичной, предварительной и окончательной обра-
ботки информации при изучении рельефа и грунта дна, геофизических и гидрометеорологи-
ческих полей Мирового океана, а также параметров экологической среды.
Комплекс должен разрабатываться как базовый. Это достигается реализацией мо-
дульно-блочного принципа построения его аппаратуры и программного обеспечения, а также
технической, программной, информационной и организационной совместимостью всех под-
систем, модулей и блоков комплекса между собой.
Комплекс должен предусматривать возможность формирования методом агрегатиро-
вания различных модификаций для оснащения исследовательских судов и катеров различ-
ных типов и береговых центров обработки информации. При этом перечень возможных со-
четаний совместно функционирующих подсистем, модулей и блоков не ограничивается.
Например, процесс получения информации о поверхности дна (рельефе и грунте), ис-
пользующий отраженные сигналы, достаточно сложный. Он может быть разделен на отдель-
ные составляющие, такие как изучение качественной картины поверхности дна, измерение
пространственных координат элементов дна, определение типа донного грунта и границ его
распространения, распознавание подводных объектов и их классификация.
Получить всю детальную информацию с помощью только одного какого-то гидроло-
кационного средства невозможно. Поэтому целесообразно использовать несколько типов
гидроакустической аппаратуры: эхолоты (однолучевые и многолучевые), гидролокаторы бо-
кового обзора, профилографы.
Объединенные в единый гидроакустический модуль, в состав которого должна вхо-
дить еще система цифровой обработки, документирования, хранения и отображения инфор-
мации, построенная по унифицированному принципу для всех модулей на базе одинаковых
или совместимых вычислительных средств с оговоренными интерфейсами приема и переда-
чи информации, одинаковым стандартным (общепринятым) и оригинальным для каждого
модуля программным обеспечением, они способны обеспечивать одновременную съемку
рельефа дна, морскую грунтовую съемку, гидрографическое траление (обнаружение навига-
ционных опасностей), поиск затонувших, в том числе малоразмерных и заиленных объектов.
При этом модуль должен обеспечивать прием данных от судовых датчиков навигаци-
онной информации, измерение параметров рельефа и грунта дна в процессе съемки, их реги-
страцию и первичную обработку, предварительную обработку информации в районе работ с
целью оценки качества съемки и планирования дообследования, окончательную обработку
результатов съемки и представление их в различных формах визуализации, документирова-
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2004 (№1)
11
ние, архивацию и хранение полученной информации, а также передачу ее в согласованном
формате в общесудовую систему сбора, обработки и хранения информации, в которую
должна поступать информация и от других функциональных модулей для последующего
комплексирования по районам (координатам), времени, или другим признакам.
Гидрологический модуль обеспечивает измерение температуры, электрической про-
водимости и гидростатического давления, гидрохимический – измерение концентрации рас-
творенного в воде кислорода, показателя активности ионов водорода, наличия сульфидов,
редокс - потенциала морской воды.
Учитывая, что Украина - морское государство и имеет достаточно высокий научный
потенциал в области морских исследований и морского приборостроения, сохраненный и в
определенном смысле развитый в Национальной академии наук Украины даже в годы спада
экономики, необходима разработка морской доктрины Украины, предусматривающей ком-
плексное развитие всех составляющих морской деятельности государства, в том числе и
морских экспедиционных исследований, морского приборостроения для оснащения судов
современной навигационной и гидроакустической исследовательской аппаратурой.
В повестке дня сегодня широкий биологический мониторинг океана с применением
дистанционных акустических методов и средств (акустический рыбопоиск, контроль за со-
стоянием рыбных запасов и кормовой базы для рыб), разведка и добыча углеводородного
сырья, других минеральных ресурсов Мирового океана.
В обеспечение акустических методов исследований океана должны развиваться и
гидроакустические средства для выполнения этих исследований, т.е. свое дальнейшее разви-
тие должны получить низкочастотные эхолоты-профилографы, гидроакустические волно-
графы, гидролокаторы и голографические системы, гидролокаторы с фазированными антен-
ными решетками, а также элементы этих систем: антенны и гидроакустические преобразова-
тели, устройства обработки, отображения и документирования информации.
Все научные исследования Научно-технического центра панорамных акустических
систем НАН Украины направлены на создание теоретических основ разработки многофунк-
циональных панорамных акустических систем обследования акваторий, разработку и вне-
дрение их в практику научных исследований, геологического и гидрографического обеспе-
чения стратегически и экономически важных задач.
Разработана концептуальная модель панорамных многоцелевых гидроакустических
средств нового поколения, которые полностью базируются на последних достижениях ком-
пьютерных и информационных технологий. Эта модель учитывает изменения физических и
стохастических свойств среды, а также обеспечивает комплексирование навигационной, гид-
роакустической и временной информации для создания гидролокационных карт и каталога
стратегически важных подводных объектов, электронных карт акваторий.
Основной проблемой океанографии и гидроакустики нашего столетия станет создание
и развитие единой математической теории, адекватной естественным соотношениям и по-
требностям практики.
В теоретическом плане стоят задачи:
1) устранения существующих физико-математических идеализаций в моделировании
сред океана. Будущие модели должны учитывать:
- неоднородность реальных сред,
- нелинейный характер гидрофизических и гидродинамических процессов,
Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану), 2004 (№1)
12
- временные изменения свойств сред,
- активность сред (их возможность порождать взаимодействующие поля);
2) фактического создания математической гидрофизики - внутренне целостной и не-
зависимой совокупности математических методов и моделей, которые могут использоваться
для описания и анализа всех реальных гидрофизических полей и сред; математическая гид-
рофизика должна быть способной воссоздать структуру реальной среды по данным о гидро-
физических полях (биологическое и гидротермическое поля, акустические поля - поля упру-
гих и неупругих колебаний как естественного, так и искусственного возбуждения, и др.);
3) создания в рамках математической гидрофизики единой теории интерпретации
данных всего комплекса натурных океанографических, гидроакустических и гидрометеоро-
логических исследований.
Чтобы отвечать потребностям практики, такая теория должна учитывать трехмер-
ность реальной среды, а также неточность и неравномерность имеющихся данных о гидро-
физических полях Мирового океана.
Одним из важных источников информации о внутреннем строении Земли (состоянии,
протекающих процессах) служат данные, получаемые на основе анализа структуры волновых
процессов (движений), наведенных в различных геосферах. Именно они служат индикаторами
сложных и не познанных до конца динамических процессов в литосфере и других геосферах,
отражая происходящие структурные изменения и перестройки в геофизической среде, которые
являются в ряде случаев причиной наблюдаемых катастроф. Комплекс исследований этих
процессов имеет первостепенное значение для концепции «устойчивого развития» и соответ-
ственно, для геоэкологической безопасности планеты. В литосфере Земли постоянно идут
многообразные процессы различного пространственно-временного масштаба, включая ано-
мальные деформации в разломных зонах, просадки, оползни и т.п. Сейсмичность, связанная с
разработкой месторождений углеводородов, - установленный факт. В процессе разработки ме-
сторождений нарушаются равновесные условия в пласте, что может вызвать критическое пе-
рераспределение напряжений в разрабатываемом пласте и вмещающих породах.
Моделирование динамических процессов, возникающих в реальных средах при воз-
буждении волновых движений как внешними, так и внутренними источниками (сейсмиче-
скими источниками колебаний, динамическими процессами, нестационарными возмущения-
ми в зонах подготовки катастрофических событий), связано с необходимостью учета основ-
ных резонансных особенностей разломно-блоковых структур. Некоторые из этих особенно-
стей могут быть определяющими с точки зрения распространения и трансформации волно-
вой (например, геоакустической) энергии. В этой связи задачи математического моделирова-
ния сложно построенных геологических структур требуют в каждом отдельном случае нахо-
ждения нетрадиционных подходов при построении решений. С одной стороны такие подхо-
ды опираются на экспериментальные данные, получаемые при проведении геолого-
геофизических работ, с другой – позволяют на основе использования методов математиче-
ского моделирования более глубоко понять причины и осмыслить условия созревания и раз-
вития природных или техногенных катастроф.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-19097 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1815-8277 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T17:53:10Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Науково-технічний центр панорамних акустичних систем НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гончар, А.И. 2011-04-19T20:08:32Z 2011-04-19T20:08:32Z 2004 Океанографические исследования / А.И. Гончар // Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану): Зб. наук. пр. — Запоріжжя: НТЦ ПАС НАН України, 2004. — № 1. — С. 9-12. — рос. 1815-8277 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19097 551.46.0 Дается краткий обзор концепции развития средств гидроакустического обследования акваторий Мирового океана в XXI веке, особенностями которой являются обеспечение комплексности экспедиционных работ и построение единой теории интегральной интерпретации натурных данных. Наведено короткий огляд концепції розвитку засобів гідроакустичного обстеження акваторій Світового океану в XXI столітті, особливостями якої є забезпечення комплексності експедиційних робіт і побудова єдиної теорії інтегральної інтерпретації натурних даних. The conception of developing means of hydroacoustic surveys of the World ocean areas in XXI century is briefly considered in the present paper. The main features of this conception are support of comprehensive expedition works and creation of an unified theory of working data interpretation. ru Науково-технічний центр панорамних акустичних систем НАН України Гідроакустичний журнал (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану) Океанографические исследования Океанографічні дослідження Article published earlier |
| spellingShingle | Океанографические исследования Гончар, А.И. |
| title | Океанографические исследования |
| title_alt | Океанографічні дослідження |
| title_full | Океанографические исследования |
| title_fullStr | Океанографические исследования |
| title_full_unstemmed | Океанографические исследования |
| title_short | Океанографические исследования |
| title_sort | океанографические исследования |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19097 |
| work_keys_str_mv | AT gončarai okeanografičeskieissledovaniâ AT gončarai okeanografíčnídoslídžennâ |