Морские исследования и разработки – в копилку научных знаний сахалинской молодежи

Сотрудники СКБ САМИ ДВО РАН откликнулись на приглашение Совета молодых учёных и специалистов при Правительстве Сахалинской области. В этом совете есть и научная молодежь из конструкторского  бюро. Задача популяризации научных знаний среди школьников старших классов и студенческой молодёжи — всех, кто интересуется морями и океанами, была принята в исполнение с энтузиазмом, присущим команде СКБ САМИ. В первой декаде декабря в Сахалинской областной универсальной научной библиотеке были проведены открытые лекции по трём темам.C:\Users\serge\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\2018_12_10_Лекция_презентация_ученых_СКБ_САМИ_ДВО_РАН_11.jpg

4 декабря 2018 года состоялась встреча со старшеклассниками Михаила Бизяева, менеджера проектов развития СКБ САМИ ДВО РАН, его лекция «Внутренние волны в океане» вызвала интерес у ребят. Михаил рассказал им о малоизученных типах волн, возникающих в океанах и морях, а также об их особенностях. Внутренние волны возникают, распространяются и затухают в глубинах Мирового океана. В большинстве случаев они ничем не выдают своего существования на поверхности. Для ученых внутренние волны в океане остаются до конца не изученными, и их характеристики до сих пор точно не измерены. Внутренние волны могут иметь высоту от десяти до нескольких сотен метров (максимальная зарегистрированная высота составляла 500 м.). Длина внутренних волн равна многим милям, а их период  колеблется от нескольких минут до нескольких часов. Ученые считают, что главная причина их возникновения заключается в неоднородности водной среды (соленость, температура, состав химических веществ, плотность и т.д.), в результате чего возникают слои воды, которые имеют свои особенности. До определенного момента эти слои находятся в равновесном состоянии. Когда же равновесие нарушается (в результате сильного шторма и др. причин, вызывающих перемешивание больших масс воды), то более тяжелые слои устремляются вниз, а более легкие занимают их положение. При этом слои воды как бы скользят друг по другу, не перемешиваясь, и воздействуют на соседние слои. Скорость их распространения гораздо меньше, чем у поверхностных волн, следовательно, энергия внутренних волн меньше, чем у поверхностных волн той же амплитуды. Внутренние волны переносят питательные вещества, оказывают влияние на распространение звука в воде, воздействуют на гидротехнические сооружения в открытом океане, на судовождение кораблей с глубокой осадкой и на движение подводных аппаратов и др. Известны случаи катастроф подводных лодок, которые могли быть связаны именно с воздействием на них внутренних волн. Квазистационарные (распространяющиеся в однородной среде без изменения формы) нелинейные внутренние волны делятся на два типа – солитоны и бризеры. Обычно, именно эти нелинейные волны имеют значительные амплитуды и могут представлять собой угрозу для нефте- и газодобычи на шельфе, для подводных судов, а также вызывать сбой подводной акустической связи. C:\Users\serge\AppData\Local\Microsoft\Windows\INetCache\Content.Word\2018_12_04_Лекция_04.jpg

Уже через три дня, 7 декабря, состоялось выступление с лекцией кандидата физико-математических наук, научного сотрудника лаборатории вычислительной гидромеханики и океанографии СКБ САМИ ДВО РАН Ирины Костенко. Ирина — молодой учёный и состоит в Совете. Её лекция на тему «Цунами» также заинтересовала юных сахалинцев. На самом крупном острове не только России, но и в окружении Евразии, о цунами знают не понаслышке и мал и стар. В своем выступлении Ирина рассказала о природе происхождения этого опасного морского явления, причинах и механизмах его возникновения, об особенностях распространения по акватории глубокого океана и причинах увеличения волн на берегу. Рассказала о существующих признаках приближения цунами и о правилах поведения при появлении волн цунами.

Отметим, что информирование населения Сахалинской области, как и любого региона с морскими границами, о цунами является важной задачей ввиду того, что цунами проявляются на многих побережьях, включая  места массового отдыха людей. А знания о признаках приближения и правилах поведения при появлении такого опасного явления могут спасти жизнь. Приведены примеры самых разрушительных цунами в истории планеты. В своей работе Ирина Костенко особое внимание уделяет изучению проявления цунами на побережье о. Сахалин. Из проведенного анализа случаев появления цунами было выявлено, что средний период повторяемости цунами на побережье о. Сахалин оценивается раз в три года, максимальная высота цунами не превысила 2-3 метра, а за период наблюдений с 1737 года на Сахалине было зафиксировано более 30 случаев цунами. Представлена карта с эпицентрами землетрясений, вызвавших цунами, которые проявились на побережье о. Сахалин. Показана карта с высотами цунами в местах их наблюдений на побережье Сахалина. Приведены результаты численных расчетов некоторых исторических событий цунами, которые проявились на побережье нашего острова. А также результаты расчетов количественного изменения энергии цунами при прохождении волн из Тихого океана в Охотское море.

Собравшимся были представлены результаты численного моделирования цунамиподобных волн в Одессе 27 июня 2014 года. Предполагается, что волна высотой 2,5 м на побережье была вызвана метеорологическими явлениями. Используя данные о давлении в качестве внешнего воздействия, было проведено численное моделирование, которое подтвердило возможность того, что данное событие с высотами волн около 2 м, могло быть вызвано движением фронта аномального атмосферного давления. Выполнение численных расчетов отклика акватории на изменение атмосферного давления и возникающего в результате этого ветра является новым направлением исследований, которое активно развивается и внедряется в практику в СКБ САМИ ДВО РАН.

В завершении своего выступления Ирина Костенко рассказала о результатах недавней экспедиции в Индонезию группы ученых для изучения последствий цунами, которое произошло в результате землетрясения 28 сентября 2018 года в центральной части о. Сулавеси (Индонезия). Сотрудник СКБ САМИ ДВО РАН Андрей Зайцев принимал участие в составе международной экспедиции на о. Сулавеси с 6 по 11 ноября 2018 года. UNESCO-IOC было организовано три группы экспертов, куда вошли специалисты из России (СКБ САМИ ДВО РАН и НГТУ им.Алексеева), а также из США, Японии, Турции, Италии, Португалии, Австрии и ряда других стран.

10 декабря 2018 года Ириной Костенко и Михаилом Бизяевым проведена ещё одна лекция, на тему: «Программно-аппаратные средства системы геоэкологического мониторинга прибрежной зоны и оценки рисков». В начале выступления слушателям рассказали об истории разработок и исследования океана Конструкторским бюро, которое в этом году отметило 40-летие своей деятельности. Далее были представлены последние разработки, входящие в состав системы геоэкологического мониторинга.

Позиционная автономная гидрофизическая измерительная станция (ПАГИС) с установленными на корпус датчиками проводит зондирующие измерения параметров морской воды от поверхности до дна на заданных горизонтах, передавая результаты измерений по радио или спутниковому каналу в центр сбора и обработки информации, который расположен на берегу. Глубина постановки до 200 м. Особенностью работы разработанной станции является возможность проведения измерительных работ в зимнее время, когда водоем покрыт льдом. Области применения измерительной системы в толще воды различны: при аварийных разливах нефти, при выращивании марикультуры, в научных исследованиях (внутренние волны), изменение концентрации веществ в акватории, для обнаружения ранних подвижек морского льда и трещин в нем и др.

Безэкипажный корабль (БЭК) с длиной корпуса 3 м и весом 350 кг развивает скорость движения на воде до 20 узлов. Проводит измерения до глубины 240 м. Основные задачи безэкипажного корабля: мониторинг надводной обстановки (при помощи камеры видеонаблюдения, которая позволяет осматривать труднодоступные, опасные или непроходимые для человека и больших судов акватории); помощь в работе нефтегазовой промышленности (позволяет осматривать уже проложенные нефтегазовые трубопроводы и помогает выбрать оптимальное место для прокладки будущих, анализируя рельеф и плотность грунта); исследование морского дна в научных целях.

А ещё старшеклассников заинтересовали совместные разработки СКБ САМИ ДВО РАН, выполняемые вместе с Нижегородским государственным техническим университетом им. Р.Е. Алексеева: мобильный робототехнический комплекс (МРК) для изучения побережья моря и амфибийное модульное транспортное средство. Уже на протяжении нескольких лет эти разработки привозятся из Нижнего Новгорода на остров Сахалин для проведения испытаний. Мобильный робототехнический комплекс (МРК) разработан для проведения гидродинамических измерений методом дистанционного зондирования с помощью радиолокационной станции, транспортируемой наземным мобильным роботом. МРК может выполнять типовые маневры в беспилотном режиме. Он предназначен для оперативного мониторинга состояния окружающей среды прибрежной зоны. Функции комплекса: мониторинг прибрежной зоны, гидродинамические измерения, изучение дрейфа льда, измерение состояния атмосферы, сканирование рельефа, фото и видеосъемка, предварительная обработка и накопление данных, передача результатов измерений. Амфибийное модульное транспортное средство разработано для измерения параметров воды до глубины 3-5 м. Управляется посредством связи wifi. Накапливает и передает результаты проведенных измерений.

Присутствовавшие на проведенных лекциях школьники и их преподаватели отметили, что узнали много нового и интересного. Теперь у них есть представление о действующем на Сахалине Конструкторском бюро, которое уже много лет разрабатывает подводную аппаратуру и занимается изучением океана. Узнали о таких интересных профессиях, как ученые и исследователи, инженеры и конструкторы, о том, чем они занимаются и насколько могут быть увлекательными экспедиции, испытания нового оборудования и представление на конференциях и выставках результатов проведенных исследований и собственных, очень важных для исследования Мирового океана, разработок.