Регистрация и оценка параметров сейшевых колебаний в бухте Алексеева (остров Попова) по данным берегового лазерного деформографа

В. А. Чупин✉, Г. И. Долгих, В. К. Фищенко, П. С. Зимин, С. К. Шабельникова, В. А. Швец, С. В. Яковенко

Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичёва ДВО РАН, Владивосток, Россия

✉ e-mail: chupin@poi.dvo.ru

Аннотация

Цель. Целью работы является оценка возможностей береговых лазерных деформографов для регистрации и количественной диагностики сейшевых колебаний малой прибрежной акватории на примере б. Алексеева (о. Попова, залив Петра Великого).

Методы и результаты. Регистрация микросмещений земной коры выполнялась 20-метровым береговым лазерным деформографом, установленным на расстоянии около 20 м от береговой линии. Для независимого контроля колебаний уровня моря организована видеорегистрация маркерного объекта в акватории бухты с последующей метрической калибровкой изображения (масштабный коэффициент 0,69 см/пикс.). Для сопоставления сигналов выполнена одинаковая полосовая фильтрация временных рядов в диапазоне основной сейшевой моды. Установлена линейная зависимость между микросмещениями базы деформографа и амплитудой колебаний уровня моря. По ряду синхронных интервалов наблюдений определен коэффициент линейного преобразования K = 0,66 ± 0,03 мкм/см при | r | > 0,9. Анализ временных рядов, динамических спектрограмм и амплитудных спектров выявил устойчивые периоды около 10,5 мин, 2,6–2,7 мин и 4,1–4,3 мин, соответствующие фундаментальной продольной сейше всей бухты, первой собственной моде и локализованной моде внутреннего подбассейна. Показано, что усиление ветрового воздействия приводит к росту амплитуды колебаний без изменения набора доминирующих периодов.

Выводы. Береговой лазерный деформограф обеспечивает надежную регистрацию сейшевых колебаний малой бухты и позволяет количественно оценивать их амплитуду по данным деформационных измерений. Полученные результаты подтверждают определяющую роль геометрии и батиметрии акватории в формировании спектра собственных мод и демонстрируют применимость дистанционных деформационных методов для мониторинга прибрежных гидродинамических процессов.

Ключевые слова

лазерный деформограф, сейшевые колебания, микросмещения земной коры, калибровка, гидродинамика прибрежной зоны

Благодарности

Работа выполнена при финансовой поддержке тем государственного задания ТОИ ДВО РАН № 124022100074-9 «Изучение природы линейного и нелинейного взаимодействия геосферных полей переходных зон Мирового океана и их последствий» и № 126062422495-5 «Физика катастрофических процессов на Дальнем Востоке России в условиях климатических изменений: моделирование, мониторинг, защита. Этап 2».

Информация об авторах

Чупин Владимир Александрович, заведующий лабораторией физики геосфер, Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичёва ДВО РАН (690043, Россия, г. Владивосток, ул. Балтийская, д. 43), доктор физико-математических наук, ORCID ID: 0000-0001-5103-8138, ResearcherID: G-8803-2016, Scopus Author ID: 7004931608, SPIN-код: 3093-7705, chupin@poi.dvo.ru

Долгих Григорий Иванович, главный научный сотрудник, лаборатория физики геосфер, Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичёва ДВО РАН (690043, Россия, г. Владивосток, ул. Балтийская, д. 43), доктор физико-математических наук, академик РАН, ORCID ID: 000-0002-2806-3834, ResearcherID: A-7685-2014, Scopus Author ID: 7003888822, SPIN-код: 5241-3375, dolgikh@poi.dvo.ru

Фищенко Виталий Константинович, заведующий сектором анализа океанологической информации, Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичёва ДВО РАН (690043, Россия, г. Владивосток, ул. Балтийская, д. 43), кандидат технических наук, ORCID ID: 0000-0002-5744-8207, ResearcherID: ABF-7810-2021, Scopus Author ID: 6506814798, SPIN-код: 4349-8370, fischenko@poi.dvo.ru

Зимин Петр Степанович, старший научный сотрудник лаборатории геофизических полей, Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичёва ДВО РАН (690043, Россия, г. Владивосток, ул. Балтийская, д. 43), кандидат геолого-минералогических наук, Scopus Author ID: 6602169956, SPIN-код: 9932-6299, zimin@poi.dvo.ru

Шабельникова София Кирилловна, старший инженер лаборатории физики геосфер, Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичёва ДВО РАН (690043, Россия, г. Владивосток, ул. Балтийская, д. 43), Scopus Author ID: 60636396200, SPIN-код: 5003-6797, shabelnikova.sk@poi.dvo.ru

Швец Вячеслав Александрович, старший научный сотрудник лаборатории физики геосфер, Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичёва ДВО РАН (690043, Россия, г. Владивосток, ул. Балтийская, д. 43), кандидат технических наук, ORCID ID: 0000-0002-4752-6865, Scopus Author ID: 14058856800, SPIN-код: 3267-9037, vshv@poi.dvo.ru

Яковенко Сергей Владимирович, ведущий научный сотрудник лаборатории физики геосфер, Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичёва ДВО РАН (690043, Россия, г. Владивосток, ул. Балтийская, д. 43), кандидат технических наук, ORCID ID: 0000-0003-3784-9449, Scopus Author ID: 7005827431, SPIN-код: 8671-8234, ser_mail@poi.dvo.ru

Для цитирования

Регистрация и оценка параметров сейшевых колебаний в бухте Алексеева (остров Попова) по данным берегового лазерного деформографа / В. А. Чупин [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2026. Т. 42, № 4. С. 584–600. EDN WCJYFZ.

Chupin, V.A., Dolgikh, G.I., Fishchenko, V.K., Zimin, P.S., Shabelnikova, S.K., Shvets, V.A. and Yakovenko, S.V., 2026. Record and Assessment of Seiche Oscillation Parameters in Alekseev Bay (Popov Island) based on the Coastal Laser Strainmeter Data. Physical Oceanography, 33(4), pp. 610-625.

Список литературы

  1. Rabinovich A. B. Seiches and Harbor Oscillations. Capter 9 // Handbook of Coastal and Ocean Engineering / Ed. Y. C. Kim. Singapore : World Scientific Publishing, 2009. 44 p. EDN WWGXHT. https://doi.org/10.1142/9789812819307_0009
  2. Continuous seiche in bays and harbors / J. Park [et al.] // Ocean Science. 2016. Vol. 12. P. 355–368. EDN YCWBWK. https://doi.org/10.5194/os-12-355-2016
  3. Vilibić I., Domijan N., Čupić S. Wind versus air pressure seiche triggering in the Middle Adriatic coastal waters // Journal of Marine Systems. 2005. Vol. 57, iss. 1–2. P. 189–200. EDN KZHHXZ. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2005.04.007
  4. Wijeratne E. M. S., Woodworth P. L., Pugh D. T. Meteorological and internal wave forcing of seiches along the Sri Lanka coast // Journal Geophysical Research: Oceans. 2010. Vol. 115, iss. C3. P. C03014. EDN BDOMXM. https://doi.org/10.1029/2009JC005673
  5. Манилюк Ю. В., Лазоренко Д. И., Фомин В. В. Исследование сейшевых колебаний в смежных бухтах на примере Севастопольской и Карантинной бухт // Морской гидрофизический журнал. 2020. Т. 36, № 3. С. 261–276. EDN QEFCWJ. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2020-3-261-276
  6. Манилюк Ю. В., Лазоренко Д. И., Фомин В. В. Резонансные колебания в системе смежных бухт // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 5. С. 423–436. EDN NJQMMV. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-5-423-436
  7. Манилюк Ю В., Черкесов Л. В. Исследование сейшевых колебаний в бухте со свободным входом // Морской гидрофизический журнал. 2017. № 4. С. 16–25. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2017-4-16-25
  8. Sea Level Oscillations Spectra of a Shallow Coastal Bay: Cost-Effective Measurements and Numerical Modelling in Kruglaya Bay / Yu. V. Manilyuk [et al.] // Regional Studies in Marine Science. 2024. Vol. 69. P. 103326. EDN EINBJJ. https://doi.org/10.1016/j.rsma.2023.103326
  9. Инфразвуковые колебания Японского моря / Г. И. Долгих [и др.] // Доклады Академии наук. 2011. Т. 441, № 1. С. 98–102. EDN OJHIDD.
  10. Смирнов С. В. О расчете сейшевых колебаний средней части залива Петра Великого // Сибирский журнал вычислительной математики. 2014. Т. 17, № 2. С. 203–216. EDN SKIVXT.
  11. Резонансные колебания в заливах и бухтах: натурные эксперименты и численное моделирование / Г. В. Шевченко [и др.] // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева. 2010. Т. 1. С. 52–62. EDN NWFDMJ.
  12. Разработка и апробация в бухте Алексеева (о. Попова) технологий регистрации волнения и колебаний уровня моря с использованием видеоволномеров / П. С. Зимин [и др.] // Физика геосфер. Вып. 1. 2019. С. 52–64. EDN TUGMWG. https://doi.org/10.35976/POI.2019.25.50.005
  13. Observations of the seiche that shook the world / T. Monahan [et al.] // Nature Communications. 2025. Vol. 16, iss. 1. P. 4777. EDN FCRAUY. https://doi.org/10.1038/s41467-025-59851-7
  14. Twenty-Meter Laser Strainmeter "Popova Isl." / M. Bolsunovskii [et al.] // Sensors. 2024. Vol. 24, iss. 17. 5788. EDN JTNKJX. https://doi.org/10.3390/s2417578
  15. Программа QAVIS: применение для исследования характеристик морского волнения с использованием интернет-видеотрансляций с надводных и подводных камер / В. К. Фищенко [и др.] // Физика геосфер : Материалы докладов, Владивосток, 11–15 сентября 2023 года. Владивосток : Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичёва ДВО РАН. 2023. С. 127–132. https://doi.org/10.34906/9785604968383.127

Файлы

Полный текст

JATS XML

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.