Цель и задачи лаборатории:

Изучение физических особенностей формирования и распространения морских опасных явлений в широком диапазоне периодов волнения при различных синоптических ситуациях. Предметом исследования являются опасные морские явления и процессы, к которым относятся штормовые нагоны и тягун, метеоцунами, опасные явления, связанные с формированием и разрушением ледяного припая, особенности прибрежного волнения при прохождении циклонов в Дальневосточном регионе России.

Объектом исследования являются заливы и бухты, и прибрежная морская акватория Дальневосточного региона. Результаты проводимых исследований получены методами математического моделирования, спектрального анализа, прямых натурных измерений, дистанционным зондированием Земли.

В соответствии с поставленной целью непосредственные задачи исследования следующие:

1. создание сети исследовательского мониторинга за колебаниями уровня моря, скоростью течения, атмосферным давлением и т. д.;
2. выявление физических особенностей волновых процессов с акцентом на опасные морские явления - сейши, тягун, разрывные течения, метеоцунами;
3. физическое объяснение особенностей флуктуаций уровня моря с использованием натурных наблюдений и существующих теоретических моделей;
4. разработка алгоритмов и программ обработки полученного материала с использованием современных возможностей анализа временных рядов.

разработка регистрирующей аппаратуры на основе ПК и микроконтроллеров, предназначенной для наблюдения волновых процессов в прибрежной зоне океана и проведение с ее использованием натурных экспериментов у побережья Сахалина, Курильских островов, северо-западной части Тихого океана.

Карта района работ лаборатории 2006-2021 гг.

Важные результаты исследований:

Установлены условия формирования трещин в припайном льду под воздействием волн лики и зыби. Kovalev D.P., Kovalev P.D., Squire V.A. Crack formation and breakout of shore fast sea ice in Mordvinova Bay, south-east Sakhalin Island // Cold Regions Science and Technology. 2020. 175:103082, https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2020.103082

Дано объяснение обнаруженному эффекту синхронизации частоты резонансной системы частотой приходящих волн с использованием для этого модели осциллятора Ван дер Поля. D.P. Kovalev, P.D. Kovalev. Synchronization of Long Ocean Waves by Coastal Relief on the Southeast Shelf of Sakhalin Island // International Journal of Bifurcation and Chaos. 2017. Vol.27. N.13. 1750195(8) https://doi.org/10.1142/S0218127417501954

С использованием уравнение Кортевега де Фриза, дано объяснение, что наблюдаемые штормовые волны имеют приблизительно кноидальный профиль, в контексте того, могут ли они передавать свою энергию в короткопериодые сейши и краевые волны для создания необычно опасных условий вдоль побережья. Squire V.A., Kovalev D.P., Kovalev P.D. On the trapping of energy from storm surges on the coasts of the Sea of Okhotsk // Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2021, 250, 107136 https://doi.org/10.1016/j.ecss.2020.107136

Исследован Фазовый дрейф между двумя датчиками с использованием уравнения осциллятора Ван-дер-Поля в качестве концептуальной модели синхронизации. Показано, что независимо от того, отсутствует или присутствует морской лед, спектральные методы выявляют инфрагравитационные волны, захваченные краевые волны и волны лики. Aspects of surface wave propagation with and without sea ice on the south-eastern shelf of Sakhalin Island // Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2021, 251, 107227 https://doi.org/10.1016/j.ecss.2021.107227

Практическая применимость результатов исследований

Данные натурных наблюдений, полученные с использованием разработанной аппаратуры используются для решения различных практических задач. Так, например, измерения колебаний уровня моря, полученные в порту Корсаков или Холмск, могут использоваться для реконструкции порта.

Результаты исследований в местах предполагаемого выхода на берег трубопроводов, предназначенных для транспортировки нефти и газа на восточном побережье Сахалина, а также возможного расположения опор предполагаемого строительства моста Сахалин – материк, могут быть полезны при изучении волновых нагрузок и литодинамических процессов на строительные и механические конструкции трубопроводов.

Оценки опасных морских явлений в районах населенных пунктов Курильской гряды и Сахалина могут быть использованы для усовершенствования службы предупреждения населения и в МЧС.

Разработанные приборные комплексы могут использоваться для организации сети мониторинга опасных морских явлений, таких, например, как штормовые нагоны, предварительного анализа и цифровой фильтрации данных наблюдений.

Высокая экономическая эффективность проводимых работ обусловлена прогнозом опасных морских явления и минимизации последствий их воздействия на объекты береговой инфраструктуры.