Гидрография: как учёные ИПФ РАН помогают исследовать водные глубины

21 июня отмечается День гидрографии. Учёные, работающие в этой области, измеряют и описывают физические характеристики водоёмов.

В ИПФ РАН есть целый отдел, который занимается изучением океанов, морей и озёр. О том, как физики могут помочь в исследовании нашей планеты, нам рассказал кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией информационно-измерительных систем Иван Капустин.

- Вели ли вы какие-либо исследования дна водоемов?

- Наша научная группа ведет активную работу в акваториях водохранилищ Волжского каскада. Во время этих исследований мы получаем данные о профилях дна водохранилищ и крупных и малых рек Волжского бассейна. Эти исследования проводятся нашим отделом с 2007 года. За это время мы создали обширную базу данных, в том числе по рекам Волга, Ока, Унжа, Ячменка, Санахта, Троца, Юг, Керженец, Кудьма, Сура, Ветлуга, Кама и других, включая акватории Горьковского и Чебоксарского водохранилищ и приплотинные плесы.

- Исследовали вы конкретно рельеф дна или это были сопутствующие данные для другого исследования?

- У нас не было конкретной задачи исследовать именно рельеф дна, мы получаем эти данные попутно, перемещаясь по акваториям водоемов. Наше оборудование регистрирует различные параметры в автоматическом режиме, в том числе и профили дна. На основе накопленных данных в 2018 году Александром Мольковым и мной, на добровольных началах, была создана цифровая карта глубин и течений озерной части Горьковского водохранилища. Карта оказалась востребована несколькими научными коллективами и даже органами власти. Особенность карты состоит в том, что мы измеряем профили дна в тех местах, где обычно лоции специальными службами не проводятся – вдали от судового хода. Как оказалось знание глубин там может иметь принципиальное значение для задач дистанционного зондирования и экологического мониторинга. Кроме того, карта имеет очень высокое пространственное разрешение.

- Как эти данные помогают в ваших исследованиях?

- Для науки, как и любой другой геофизический параметр, глубина водоема определяет вертикальный масштаб задачи. Так, знание глубины моря крайне важно для изучения: распространения волн различной природы, будь то поверхностные волны или сверхдлинные волны цунами или внутренние волны; распространения акустических волн в подводном звуковом канале и других исследованиях. В нашей работе знание глубин помогает, например, при анализе полей течений в водоемах.

- Почему важно знать данные гидрографии?

- Для капитанов знание глубин имеет принципиальное значение, чтобы не посадить судно на мель. Исторически измерение глубин в реках и морях проводилось с давних времен для обеспечения нужд судоходства. В настоящее время существуют специальные навигационные системы, поставляющие актуальные данные по глубинам. Наука в этом направлении не стоит на месте – развиваются новые методы измерения глубин, включая дистанционные.

Вообще, гидрография не ограничивается только измерением глубины водоемов; данная прикладная отрасль связана с описанием множества характеристик водоема и определением его места в глобальной циркуляции, а также с выявлением влияния этих параметров на любую морскую деятельность, включая судоходство, добычу полезных ископаемых, экологический мониторинг и многое другое.