Создание дрифтерной технологии для контроля океана и атмосферы

УДК 551.46

Создание дрифтерной технологии для контроля океана

и атмосферы

© 2016 С.В. Мотыжев

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия E-mail: motyzhev@marlin-yug.com

Поступила в редакцию 28.07.2016 г.

В начале 70-х годов ХХ столетия для изучения Мирового океана в дополнение к судовым исследованиям с астронавигационным обеспечением стали использоваться автоматические буйковые станции и дистанционное зондирование Земли. Показаны результаты исследований, связанных с разработкой поверхностных и подводных дрейфующих буев и созданием на их основе методов и средств калибровки и валидации систем дистанционного зондирования Земли и численного моделирования. Представлен цикл работ, выполненных в рамках развития международных дрифтерных технологий. Обозначены результаты исследований для решения таких важнейших для России направлений, как инновационное развитие и импортозамещение.

Ключевые слова: дрейфующие буи, дрифтеры, измерения, спутниковая связь и позиционирование, управление плавучестью, аэростаты.

Введение. В 70-х годах прошлого столетия предполагалось установить контроль океана и приводной атмосферы с помощью глобальной сети измерительных якорных буев. Но довольно быстро стало ясно, что проблема в такой постановке не имеет решения вследствие чрезмерных финансовых и материальных затрат. Ставка была сделана на недорогие дрейфующие буи (дрифтеры). Однако и здесь требовались усилия по созданию систем связи и позиционирования, разработке надежных и стабильных измерительных каналов, а также достижению длительной и безотказной работы приборов в самых суровых метеоусловиях. Комплексное решение этих задач и стало для автора основой работ в Морском гидрофизическом институте (МГИ).

1976 г. ПИОН-2. Первые значимые результаты исследований были получены в 1976 - 1977 гг., когда разработки в области цифровой фазометрии [1] позволили вместо астрономической навигации перейти к радионавигации, что было важно для повышения качества полигонных работ по проекту ПОЛИМОДЕ, которые в то время выполнял институт. Был разработан прие-моиндикатор ПИОН-2 для работы с глобальной сверхдлинноволновой радионавигационной системой (РНС) «Омега». На его основе создан судовой навигационный комплекс, включающий обозначенный приемоиндикатор, специализированную вычислительную машину ПКГ-1 для преобразования гиперболических координат в географические и радиоаппаратуру точного времени. Внешний вид комплекса показан на рис. 1.

Два таких комплекса обеспечили позиционирование судов МГИ «Академик Вернадский» и «Михаил Ломоносов» во время полигонных работ в конце 70-х годов. Автор неоднократно участвовал в экспедициях, в ходе которых изучались особенности функционирования РНС «Омега» с перспективой ее использования для трассировки дрейфующих буев [2].

74 МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

Рис. 1. Автоматизированный судовой навигационный вычислительный комплекс на основе приемоиндикатора ПИОН-2 радионавигационной системы «Омега»

Стало очевидным, что на то время отсутствовал необходимый технический уровень, позволяющий создать автоматический приемник для трассировки дрейфующих буев. Пробел был восполнен за счет ряда изобретений, что позволило решить эту непростую задачу [3 - 5]. Экспериментальный образец автоматического буйкового приемника был создан к концу 70-х годов.

1980 г. Первый буй. Первый дрейфующий буй с приемником РНС «Омега» и спутниковой системой сбора и передачи информации (ССПИ-ИК), разработанной по проекту «Интеркосмос», был создан в начале 80-х годов. Внешний вид буя МГИ-9301 во время испытаний на морском полигоне в пос. Кацивели показан на рис. 2. С его использованием в 1983 г. был проведен ряд экспериментов в Атлантике, в ходе которых получены важные научные и практические результаты, подтвердившие возможность измерения вертикальной структуры сдвиговых течений одним буем с подводным парусом [6, 7]. По результатам этих работ автором защищена кандидатская диссертация [8].

1985 - 1997 гг. Буй ЛОБАН. В 80-х годах появились новые системы спутниковой связи, обладающие возможностью определения координат объектов на поверхности Земли доплеровским методом. При использовании дрейфующих буев они давали важное преимущество, которое заключалось в том, что при помощи единственного передатчика на буе решались одновременно две задачи: передача данных и определение координат. Эта особенность способствовала быстрому и прочному вхождению доплеровских систем в практику дрифтерных работ.

Первым дрифтером, в котором использовалась доплеровская система, стал поверхностный легкий одноразовый буй с автоматической навигацией (ЛОБАН). Его внешний вид показан на рис. 3. Помимо параметров поверхностного течения, определяемых по движению буя, измерялась температура воздуха и воды.

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

75

Рис. 3. Внешний вид дрифтера ЛОБАН

76

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

Первые два буя запущены в Тропической Атлантике в 1985 г. Всего в Атлантике в 1985 - 1988 гг. было использовано 8 буев этого типа. Результаты экспериментов подтвердили возможность распада Экваториального противотечения в Центральной Атлантике на крупномасштабные вихревые образования различной полярности. Были получены данные о среднесезонном тепло-переносе в поверхностном слое Экваториального противотечения, а также о мезомасштабных пульсациях потоков воды [9, 10].

В период 1987 - 1997 гг. в Черном море было выполнено 5 дрифтерных экспериментов с использованием 14 дрейфующих буев типа ЛОБАН. Эксперименты имели комплексный характер, поскольку дрифтерные работы проводились совместно с судовыми измерениями на полигонах и дистанционными наблюдениями. Одна из целей этих работ состояла в исследовании поля скорости Основного Черноморского течения (ОЧТ). Также впервые осуществлено применение метода калибровки «пятен» радиационной температуры с помощью датчиков температуры воды, входящих в состав дрифтеров [11, 12].

Основные физические результаты выполненных работ состоят в том, что удалось обеспечить длительные наблюдения ОЧТ в поверхностном слое по всему периметру Черного моря с детальным измерением скоростей переноса и получением данных измерений поверхностной температуры в периоды интенсивного нагревания и охлаждения поверхностного слоя воды. Были отработаны методы комплексного мониторинга с использованием буйковых измерений и спутниковых наблюдений [13].

1986 г. Подводные буи. В период 1987 - 1995 гг. на уровне изобретений был сделан ряд разработок зондирующих и подводных дрифтеров. Зондирующие дрифтеры предназначены в основном для совершения циклов погружение - всплытие. Подводные дрифтеры способны дрейфовать в толще воды и периодически всплывать на поверхность для передачи данных через ИСЗ.

Был разработан способ определения упругих и пластических деформаций корпусов подводных буев под действием гидростатического давления, а также в результате температурного расширения или сжатия [14].

Выполнена систематизация способов изменения плавучести. Показано, какие способы применимы для зондирующих буев (где необходим больший диапазон изменения плавучести в цикле погружение - всплытие), а также для подводных буев с небольшим изменением плавучести для удержания на глубине и компенсации изменчивости плотности воды в условиях переменной температуры или солености.

Эти исследования были выполнены задолго до появления поплавков А^о [15] и направлены на решение ряда прикладных задач. Для увеличения автономности буев большое внимание уделялось использованию фоновых источников энергии, например таких, как вертикальный градиент профиля температуры или солености воды, а также неравномерность вертикального профиля течений. Один из разработанных зондирующих буев [16], способных зависать в воде за счет изменения водоизмещающего объема, показан на рис. 4.

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

77

Рис. 4. Внешний вид устройства управления плавучестью зондирующего буя и его структура

Расширение измерительных возможностей зондирующих буев может быть достигнуто, если они будут способны совершать не только вертикальное профилирование, но и боковое скольжение. Такой возможностью обладает разработанный зондирующий буй [17], обеспечивающий длительные исследования в заданной акватории путем погружения и всплытия с разнонаправленным боковым скольжением. На сегодня буи этого типа получили название глайдеры. Основное отличие наших разработок состоит в том, что цилиндрический корпус буя имеет вертикальную ориентацию, в то время как у современных глайдеров горизонтальное расположение корпуса.

К сожалению, продолжение этих разработок, имеющих большое прикладное значение, стало невозможным из-за развала СССР.

1990 г. Аэростаты. Разработки в области дрифтерных технологий позволили выполнить исследования по изучению воздушных потоков в стратосфере на высотах 25 - 50 км, где наружная температура в ночных условиях падает до -65 °С. Для этого разработан аэростатный спутниковый маркер «Чирок» (рис. 5), в котором аппаратура была размещена в термозащищенном прочном сферическом контейнере.

С помощью маркера «Чирок» была освоена стратосферная трасса Камчатка - Волга, интересная для физиков, исследующих космические лучи высоких энергий. Ранее эта трасса была недоступна из-за невозможности сле-

78

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

жения за полетом аэростата с помощью наземных радиолокаторов, так как на протяжении сотен километров она пролегала над регионами, где отсутствовали пункты радиолокационного слежения.

Рис. 5. Аэростатный спутниковый маркер «Чирок», установленный на карданной подвеске и способный отделяться и всплывать при падении гондолы аэростата в воду

1996 г. ООО «Марлин-Юг». Применение дрифтера МГИ-9301 показало, что научная идея, реализованная в «металле» другими разработчиками, часто приводит к неработоспособности устройств. В результате было принято решение о создании самостоятельной венчурной компании, какой и стала фирма ООО «Марлин-Юг» (http://marlin-yug.com). За 20 лет существования фирма заняла лидирующие в мире позиции в области разработки, производства и применения различных буйковых систем и в первую очередь дрейфующих буев. Была одержана победа в многолетних сопоставительных испытаниях дрифтеров, произведенных различными фирмами, установлен ряд мировых рекордов по продолжительности работы дрейфующих буев [18]. Для глобальной дрифтерной сети выпущено свыше тысячи БУР-Б дрейфующих буев с подводным парусом (рис. 6).

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

79

Баропорт

Тросовая линия

Датчик темпер; У поверхности м>

Выключатель

Поверхностны! поплавок

Датчики заныривания

Подводный парус

Рис. 6. Структура БУР-Б дрейфующего буя

На основе БУР-Б-дрифтеров создано и запущено в производство большое разнообразие типов дрейфующих буев. Особо стоит выделить морскую и ледовую версии термопрофилирующих буев с измерительными косами [19]. Основные научные результаты с использованием дрифтеров фирмы ООО «Марлин-Юг» были получены при изучении Черного и Каспийского морей, Южного океана и Арктики, а также при выполнении ряда целевых проектов, например проекта «Штормовой буй».

1999 г. Черное море. В ходе следующего этапа изучения Черного моря (1999 - 2015 гг.) с использованием дрифтеров нового поколения было запущено 94 буя. Дрифтерное «спагетти» от траекторий всех дрифтеров, запущенных в море, показано на рис. 7.

Анализ данных позволил сделать ряд выводов, хотя требуются дополнительные эксперименты для уточнения [20]. В частности, подтверждена устойчивость общего циклонического круговорота вод в Черном море в форме ОЧТ. В то же время не обнаружено стабильного наличия восточного и западного круговоротов (субкруговоротов), представленных на традиционных схемах черноморской циркуляции. Получено подтверждение того, что бровка шельфа не представляет существенной преграды для водообмена в системе шельф - открытое море. Была показана очень высокая скорость орбитального движения (0,6 - 0,8 м/с, «батумский» антициклон).

80 МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

Рис. 7. Дрифтерное «спагетти», построенное на основе данных от запуска 94 дрифтеров в период 1999 - 2014 гг.

Большой вклад в изучение термической активности Черного моря сделан на основе термопрофилирующих дрифтеров [21]. Для примера на рис. 8 показаны результаты охлаждения (август - декабрь) и прогрева (январь - апрель) верхнего деятельного слоя моря в 2007 - 2008 гг., полученные с использованием буев с термокосами.

Рис. 8. Результаты охлаждения (август - декабрь) и прогрева (январь - апрель) верхнего деятельного слоя Черного моря в 2007 - 2008 гг.

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016 81

В то же время материалы исследований содержат много информации, еще не востребованной для физического анализа. Например, сезонные и межсезонные особенности формирования холодного промежуточного слоя, теп-лоперенос в различное время года, влияние атмосферного давления на циркуляцию различных масштабов и многое другое. Для того чтобы систематизировать результаты выполненных экспериментов для облегчения последующего анализа, создана база данных дрифтерных исследований в море [22]. По результатам этих исследований в 1999 г. была защищена докторская диссертация [23].

2005 г. Ураган «Катрина». В период 2004 - 2006 гг. в западной части тропической зоны Атлантики совместно с коллегами из США выполнялся пилотный проект, получивший название Storm Buoy («Штормовой буй»). Суть проекта состояла в изучении причин зарождения тропических ураганов. С этой целью была разработана версия барометрического SVP-B-буя с двумя режимами работы, стандартным и штормовым. В стандартном режиме измерения проводились каждый час, как это принято в дрифтерной сети. В штормовом режиме буй самостоятельно переключался на 15-минутный интервал измерений. Для проведения работ в западной части Тропической Атлантики был организован специальный полигон, где буи расставлялись путем самолетного запуска перед началом ураганного сезона.

Один из наиболее интересных результатов получен при прохождении урагана «Катрина» над нашим буем в конце августа 2005 г. (рис. 9). Красной линией обозначена изменчивость атмосферного давления перед, во время и после прохождения урагана. Прослеживается характерная для зоны тропической конвергенции полусуточная цикличность давления. Синяя линия соответствует изменчивости температуры воды в поверхностном слое.

20.В.05 22.8.09 24.3.45 26.8.1)9 29.8.09 30.8.09 1.9.09

Рис. 9. Фиксация изменчивости поверхностной температуры (синяя линия) и атмосферного давления (красная линия) во время прохождения тропического урагана «Катрина»

82

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

Существенные суточные всплески температуры связаны, по всей видимости, с характерным спокойным состоянием океана во время, предшествующее приходу урагана, когда существует слабовыраженный турбулентный обмен в верхнем слое и соответственно - интенсивный прогрев воды. С использованием полученных данных в Массачусетском технологическом институте (США) на основе таких характеристик температурной изменчивости, как амплитуда и крутизна, разработаны специальные индексы, позволяющие оценить возможную мощность приближающегося урагана. В результате этих работ создана новая технология предупреждения о тропических штормах, изучены процессы их возникновения и эволюции [24].

2006 г. Каспийское море. Первый каспийский дрифтерный эксперимент с использованием 5"КР-5-дрифтеров с дополнительным датчиком температуры, установленным на глубине 12 м, выполнен в 2006 - 2008 гг. [25]. Эксперимент проводился в два этапа. На первом этапе в октябре 2006 г. было развернуто три дрифтера; на втором в июле 2008 г. - еще три дрифтера. Траектории дрейфа буев показаны на рис. 10.

Рис. 10. Траектории дрейфов буев SVP-BT в Каспийском море в 2006 - 2008 гг. Крупными маркерами указаны точки развертывания

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

83

Анализ траекторий дрифтеров, развернутых в южной части Каспийского моря, позволяет предположить существование там относительно устойчивой циклонической циркуляции поверхностных вод. Кроме параметров течений были получены долговременные ряды данных с интервалом 1 ч об атмосферном давлении, температуре поверхности моря и воды на глубине 12 м.

2007 г. Южный океан. Примерно в 2004 - 2005 гг. стало ясно, что возможности доплеровской спутниковой системы связи Argos-2 близки к предельным режимам функционирования по пропускной способности, неразрывности данных в любых метеоусловиях, своевременности доставки результатов измерений пользователям. Поэтому был выполнен пилотный проект по созданию и испытанию буев, адаптированных для передачи данных через спутниковую систему связи Iridium.

Запуски разработанных нами буев осуществлялись в 2009 - 2010 гг. в Южном океане, известном своими суровыми погодными условиями. Было установлено, что время работы буев, оснащенных терминалами Iridium и GPS-приемниками, достигает 1250 сут, что более чем на 50% превышает аналогичный показатель других разработчиков [26]. На рис. 11 показана траектория Iridium/GPS-буя, запущенного в Южном океане, на вставке - детализированный фрагмент дрейфа на основе GPS-данных.

Рис. 11. Траектория движения буя Iridium/GPS в Южном океане в течение 1250 сут

Разработаны новая аппаратура и способы передачи данных и определения координат в условиях, когда буй из-за постоянных штормов значительное время находился под водой. Подтверждено, что погрешность измерения атмосферного давления не превышает ±1 гПа при высоте волн до 14 м. При таких условиях функционирования буй был способен передать на берег не менее 98% часовых измерений и 96% - GPS-обсерваций, что полностью соответствует требованиям оперативных наблюдений в рамках глобальной дрифтерной сети.

84

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

2011 г. Арктика. В 2011 г. начались разработки приборов, адаптированных для применения в полярных условиях. В 2012 - 2016 гг. проведены их успешные испытания в Арктике [27]. Было подтверждено, что буи успешно работают в самых жестких метеорологических условиях (экстремальные штормы, ураганы, низкие температуры, сильный ветер и т. д.). С 2011 г. по настоящее время изготовлены и поставлены около 400 различных буев для изучения движения айсбергов, ледовых полей, ледников, условий обитания морских животных, изменчивости толщины льда и др.

Рис. 12. Структура «ледового» термопрофилирующего дрифтера типа БУР-ЕТСбОЮРБНсе

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

85

Наиболее востребованными оказались уникальные буи с термокосами, предназначенные для термических измерений в толще воды подо льдом. Всего было запущено 30 таких буев. На рис. 12 показана структура буя, дриф-терное «спагетти» из 30 буев, установленных на льду, и фрагмент временной изменчивости температуры по глубине. По результатам этих экспериментов и с целью дальнейшего физического анализа подготовлен банк данных по Арктике [28].

Заключение. Цикл выполненных работ в период 1973 - 2016 гг. обеспечил создание дрифтерной технологии мирового уровня для решения различных научных и прикладных задач. Результаты исследований активно используются для нужд Российской Федерации и глобальной дрифтерной программы. Перспектива дальнейших работ связана с национальными задачами по изучению Арктики и других регионов Мирового океана, с участием в национальных и международных проектах по калибровке спутниковых бортовых систем дистанционного зондирования Земли, а также с валидацией результатов численного моделирования для уточнения прогноза изменчивости морской среды.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. А. с. № 864183 (СССР). Следящий цифровой фазометр / С.В. Мотыжев, Г.А. Острецов. - Опубл. 15.09.81. Бюл. № 34.

2. Греку Р.Х., Мотыжев С.В., Острецов Г.А. и др. Опыт использования глобальной радионавигационной системы «Омега» в гидрофизических исследованиях // Морские гидрофизические исследования. - Севастополь: МГИ АН Украины, 1978. - № 3. - С. 198 -204.

3. А. с. № 1486952 (СССР). Устройство для преобразования в код сопротивлений регулирующих резисторов / В.Г. Брандорф, В.Л. Котляров, С.В. Мотыжев. - Опубл. 30.06.89. Бюл № 22.

4. А. с. № 978090 (СССР). Приемник радионавигационной системы / В.Л. Котляров, С.В. Мотыжев, Л.В. Ольшевская и др. - Опубл. 30.11.82. Бюл. № 44.

5. А. с. № 1187099 (СССР). Устройство для дискретной регулировки фазы / В.Л. Котляров, С.В. Мотыжев, Л.В. Ольшевская. - Опубл. 23.10.85. Бюл. № 39.

6. А. с. № 1047774 (СССР). Поверхностный дрейфующий океанографический буй / С.В. Мотыжев, Н.И. Киященко, Н.А. Тешин и др. - Опубл. 15.10.83. Бюл. № 38.

7. Мотыжев С.В. Методика изучения подповерхностных течений деятельного слоя океана с помощью дрейфующих буев // Методы обработки космической океанологической информации. - Севастополь: МГИ АН Украины, 1983. - С. 99 - 106.

8. Мотыжев С.В. Подспутниковые дрейфующие буи для измерения течений и температуры в деятельном слое океана // Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Севастополь: МГИ АН Украины, 1986. - 23 с.

9. Мотыжев С.В., Бехтерев Ю.И., Котляров В.Л. и др. Измерение течений по дрейфу подспутниковых буев // Исследование Земли из космоса. - 1987. - № 2. - С. 466 - 471.

10. Булгаков Н.П., Еремеев В.Н., Мотыжев С.В. Межпассатное противотечение в Атлантическом океане по наблюдениям за дрифтерами // Морской гидрофизический журнал. -1993. - № 3. - С. 53 - 63.

86

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

11. Гришин Г.А., Макеев И.Г., Мотыжев С.В. Наблюдения циркуляции в западной части Черного моря дистанционными методами // Там же. - 1990. - № 2. - С. 54 - 62.

12. Гришин Г.А., Еремеев В.Н., Мотыжев С.В. О гравитационной неустойчивости Основного Черноморского течения // Докл. Академии наук СССР. - 1989. - 306, № 2. -С. 466 - 471.

13. Гришин Г.А., Калинин Е.И., Мотыжев С.В. и др. Температурные особенности Черного моря по данным спутниковых и контактных измерений в зимний период // Исследование Земли из космоса. - 1993. - № 2. - С. 3 - 10.

14. А. с. № 1308870. Способ определения величины объемной деформации корпусов буев нейтральной плавучести / С.В. Мотыжев, В.С. Чечеткин, Н.А. Тешин и др. - Опубл. 07.05.87. Бюл. № 17.

15. Davis R.E. Observing the general circulation with floats // Deep-Sea Res. Part A. Oceanogr. Res. Pap. - 1991. - 38, suppl. 1. - P. S531 - S571.

16. А. с. № 1228386 (СССР). Подповерхностный дрейфующий буй / С.В. Мотыжев, Н.А. Тешин. - Зарег. 03.01.86.

17. А. с. № 1482077. Буй / С.В. Мотыжев, В.И. Павлов, Н.А. Тешин и др. - Зарег. 22.01.89.

18. Ball G., Motyzhev S., Lunev E., Tolstosheev A. Observing the Southern Ocean and beyond with an extremely long-lived drifting buoy // Argos Forum. - 2015. - № 80. - С. 6 - 7.

19. Мотыжев С.В., Лунев Е.Г., Толстошеев А.П. Развитие дрифтерных технологий и их внедрение в практику океанографических наблюдений в Черном море и Мировом океане // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - Севастополь: МГИ НАН Украины, 2011. - Вып. 24. -С.259 - 272.

20. Poulain P.M., Barbanti R., Motyzhev S., Zatsepin A. Statistical description of the Black Sea near-surface circulation using drifters in 1999 - 2003 // Deep-Sea Res. Part I. - 2005. - 52, Iss. 12. - P. 2250 - 2274.

21. Толстошеев А.П., Лунев Е.Г., Мотыжев С.В. Развитие средств и методов дрифтерной технологии применительно к проблеме изучения Черного моря // Океанология. -2008. - 48, № 1. - С. 149 - 158.

22. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2016620404. База данных оперативных дрифтерных наблюдений по Черноморскому региону / С.В. Моты-жев, А.П. Толстошеев, Е.Г. Лунев, Т.М. Баянкина и др. - Морской гидрофизический институт РАН. - Дата государственной регистрации в Реестре баз данных 01 апреля 2016 г.

23. Мотыжев С.В. Спутниковая дрифтерная технология для изучения океана и атмосферы // Автореф. дис. ... д-ра техн. наук. - М.: Институт океанологии РАН, 1999. - 35 с.

24. Motyzhev S., Horton E., Lunev E. et al. New development to progress Smart Buoy Idea // Technological Developments and Applications of Data Buoys for Tsunami Monitoring, Hurricane and Storm Surge Prediction. - UNESCO DВCP CD ROM Tech. Doc. Ser. - 2006. -№ 30. - P. 1 - 8.

25. Иванов В.А., Мотыжев С.В., Толстошеев А.П., Лунев Е.Г. Дрифтерный мониторинг Каспийского моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - Севастополь: МГИ НАН Украины, 2011. -Вып. 24. - С. 288 - 298.

26. Мотыжев С.В., Лунев Е.Г., Толстошеев А.П., Литвиненко С.Р. Результаты применения спутниковой системы связи Iridium для задач дрифтерного обеспечения работ в океане // Там же. - Севастополь: МГИ НАН Украины, 2010. - Вып. 23. - С. 217 - 227.

МОРСКОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016

87

27. Мотыжев С.В., Лунев Е.Г., Толстошеев А.П., Быков Е.М. Опыт применения термопрофилирующих дрифтеров для исследований арктического региона Мирового океана // Арктика: экология и экономика. - 2016. - № 1 (21). - С. 38 - 45.

28. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2016620880. База данных оперативных дрифтерных наблюдений по региону Арктики / С.В. Мотыжев, А.П. Толстошеев, Е.Г. Лунев, Т.М. Баянкина и др. - Морской гидрофизический институт РАН. - Дата государственной регистрации в Реестре баз данных 28 июня 2016 г.

Creation of the drifter technology to monitor the ocean and the atmosphere

S.V. Motyzhev

Marine Hydrophysical Institute, Russian Academy of Sciences, Sevastopol, Russia e-mail: motyzhev@marlin-yug. com

In the early 70s, XX century, the tools for studying the World Ocean (besides the already existing research vessels equipped with celestial navigation) were expanded with automatic buoys and remote sensing technologies. The investigations resulting in designing the drifting surface and subsurface buoys, and in subsequent development of the methods and instruments for calibration and validation of the remote sensing systems, and numerical modeling are shown. A cycle of researches carried out within the framework of the international drifter-designing activity is represented. The results of the studies substituting innovation development and import replacement - the tasks of particular importance in Russia - are noted.

Keywords: drifting buoys, drifters, measurements, currents, satellite communications and locations, control of buoyancy, balloons.

88

МОРЖОЙ ГИДРОФИЗИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 6 2016