Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Оптические методы и средства оперативного мониторинга экологического состояния морской среды

ВАК РФ 25.00.35, Геоинформатика

Содержание диссертации, доктора технических наук, Алешин, Игорь Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

1. РАССМОТРЕНИЕ СТРУКТУРЫ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА МОРСКУЮ СРЕДУ И АНАЛИЗ ПУТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ ИХ ИЗУЧЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Вводные замечания.

1.2 Цели и задачи, стоящие на современном этапе перед экологией моря.

1.3. Экологический мониторинг, как самая распространенная технология контроля экологического состояния морской среды.

1.4. Основные составляющие экологического мониторинга как информационной системы.

1.5. Прямые и обратные задачи экологического мониторинга.

1.6. Понятие о техногенных воздействиях на окружающую среду от объектов морской техники и морских сооружений.

1.7 Проблема возрастания риска техногенных катастроф и основные направления минимизации техногенных воздействий на морскую среду.

1.8. Влияние техногенных воздействий на структуру световых полей в морской среде и её оптические характеристики.

1.9. Физические предпосылки применения оптических методов при проведении морских экологических исследований. Оптический мониторинг морской среды.

1.1Q. Перспективы использования оптических методов при изучении экологического состояния морской среды в местах интенсивных техногенных воздействий.

1.11 Резюме.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ОПТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОРСКОЙ СРЕДЫ В МЕСТАХ ИНТЕНСИВНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ.

2.1. Вводные замечания.

2.2. Структура современных информационно-оптических систем изучения океана и контроля его экологического состояния.

2.3. Разновидности оптических аномалий морской среды.

2.4. Свойства оптически активных примесей и особенности их взаимодействия со световыми поля в морской среде.

2.5. Алгоритмы восстановления интегральных экологических параметров морской среды из результатов натурных гидрооптических измерений.

2.6. Уравнение турбулентной диффузии примесей и его использование для моделирования перераспределения ОАП в морской среде под влиянием природных и антропогенных процессов.

2.7. Уравнение переноса светового излучения и его использование для расчета динамики структуры световых полей при изменении пространственно-временного распределения ОАП.

2.8. Прямые и обратные задачи оптического мониторинга экологического состояния морской среды.

2.9. Структура методологии оперативного оптического контроля экологического состояния морской среды в местах интенсивных техногенных воздействий.

2.10. Основные пути практического использования предлагаемой методологии.

2.11. Резюме.

3. РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ СУДОВОГО КОМПЛЕКСА ОПТИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОРСКОЙ СРЕДЫ "ЭКОТЕСТ" 105 3.1. Вводные замечания.

3.2 Структура комплекса оптической аппаратуры оперативного контроля состояния морской среды «ЭКОТЕСТ».

3.3 Подсистема дистанционного зондирования границы раздела море-атмосфера.

3.3.1. Структура подсистемы и её связь с особенностями взаимодействия световых полей с взволнованной морской поверхностью.

3.3.2 Методы оптического зондирования морской поверхности.

3.3.3 ИК-локатор морской поверхности.

3.3.4 Двухчастотный оптический локатор морской поверхности.

3.4 Подсистема дистанционного и контактного зондирования приповерхностного слоя моря и морского дна.

3.4.1 Структура подсистемы и общие принципы оптического зондирования толщи моря и морского дна.

3.4.2 Универсальный многоканальный морской фотометр (фотометр цвета моря).

3.4.3 Двухканальный погружаемый измеритель ослабления подводной облученности.

3.4.4 Многоканальный погружаемый измеритель прозрачности морской воды.

3.4.5 Проточный фотометр цветности и мутности морской воды.

3.5. Информационно-вычислительный комплекс обработки экспериментальных результатов.

3.6. Использование судового носителя гидрооптической аппаратуры-НИС "ГИДРООПТИК" при проведении многоуровневого оптического мониторинга моря.

3.7. Резюме.

4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ НАТУРНОЙ АПРОБАЦИИ КОМПЛЕКСА «ЭКОТЕСТ» И МЕТОДОВ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МОРСКОЙ СРЕДЫ В МЕСТАХ ИНТЕНСИВНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ.

4.1. Вводные замечания.

4.2. Изучение рассеяния света поверхностью моря в инфракрасном диапазоне спектра.

4.2.1. Дистанционное активное зондирование морской поверхности при помощи ИК-локатора.

4.2.2. Лабораторные исследования рассеяния света свободной поверхностью жидкости в области ее сильного собственного поглощения.

4.3. Многоспектральное оптическое зондирование границы раздела море-атмосфера.

4.3.1. Дистанционное пассивное зондирование морской поверхности при помощи двухчастотного оптического локатора видимого диапазона спектра.

4.3.2. Использование интерференционных эффектов в тонких пленках для обнаружения антропогенных загрязнений морской поверхности.

4.4. Выявление и изучение экологических аномалий морской среды методом контактного фотометрирования ее приповерхностного слоя.

4.4.1 Экспрессное обследование экологического состояния бассейна-охладителя Ленинградской атомной электростанции в Капорской губе Финского залива.

4.4.2 Экспрессное обследование экологического состояния Невской губы Финского залива вблизи Санкт-Петербурга и городов-спутников.

4.4.3. Экспрессное обследование экологического состояния Восточной части Финского залива в местах строительства новых портовых сооружений в Ленинградской области.

4.4.4. Выявление экологических аномалий в местах затопления в Балтийском море старого химического оружия.

4.5. Использование дистанционного многоспектрального фотометрирования для оперативного выявления экологических аномалий в приповерхностном слое моря.

4.5.1. Изучение изменчивости индексов цвета моря в северной части Невской губы в местах сбросов Северных очистных сооружений Санкт-Петербурга.

4.5.2. Сравнительные исследования оптических аномалий в восточных и юго-восточных районах Средиземного моря.

4.6. Использование бортового проточного фотометра для экспрессной оценки цветности и мутности морской воды.

4.7. Резюме.

5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДЛЯ РЕШЕНИЯ АКТУАЛЬНЫХ ВОПРОСОВ ОПТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОКЕАНА И ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ В ИНТЕРЕСАХ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА.

5.1 Вводные замечания.

5.2 Многоуровневое оптическое зондирование приповерхностного слоя моря.

5.3 Влияние динамики вертикальной стратификации оптически активных примесей на изменчивость индекса цвета моря.

5.4 Решение прямых и обратных задач оптического мониторинга экологического состояния морской среды.

5.5 Решение прикладной задачи картирования распределения донных водорослей филлофоры в прибрежных районах Черного моря.

5.6 Методика формирования типовых комплексов оптической аппаратуры предварительного контроля экологической обстановки в местах расположения объектов морской техники и морских сооружений.

5.7 Решение прикладных задач создания современной лазерной техники для изучения океана и контроля его экологического состояния 257 5.7.1. Технологические аспекты повышения оптической прочности элементов лазерных систем.

5.7.2 Основные закономерности поверхностного оптического пробоя прозрачных диэлектриков.

5.7.3 Статистический характер оптического пробоя поверхности стекла.

5.7.4 Механизм разрушения на поглощающих микронеоднородностях.

5.7.5 Предельные пороги оптического пробоя материалов, используемых для изготовления элементов лазерных систем.

5.8. Резюме.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оптические методы и средства оперативного мониторинга экологического состояния морской среды"

Освоение и практическое использование человеком вод Мирового океана, а также эксплуатация природных богатств морского дна в последние десятилетия XX века достигли таких масштабов, что фактически стали одним из определяющих факторов антропогенного воздействия на окружающую природную среду. Интенсивность такого воздействия продолжает возрастать и в настоящее время для некоторых акваторий вплотную приблизилась к критическому уровню, при превышении которого могут возникнуть необратимые изменения в морских экосистемах.

В особенно тяжелом положении оказались прибрежные районы морей и океанов. Именно в этих районах сосредоточены основные разрабатываемые запасы нефти и газа континентального шельфа, организованы добыча и переработка морепродуктов, пролегают оживленные маршруты транспортных и пассажирских судов, осуществляются массовые сбросы производственных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых сточных вод, производятся захоронения на морском дне высокотоксичных химических и радиоактивных отходов и т.д. Повышенная нагрузка на шельфовые акватории Мирового океана от объектов морской техники и морских сооружений является одной из причин возрастания в них риска техногенных катастроф.

Россия является одной из ведущих морских держав, протяженность морских границ которой составляет 38,8 тыс. км, а площадь континентального шельфа, находящегося в пределах ее юрисдикции, превышает 4,2 млн. км2. Освоение минеральных, энергетических и биологических ресурсов морей, омывающих российское побережье, а также концентрация в приморских регионах значительной части населения и промышленного потенциала нашего государства обуславливают высокий уровень техногенной нагрузки на окружающую среду, что создает реальную угрозу экологической безопасности Россини её ближайших соседей.

Одним из приоритетных направлений обеспечения экологической безопасности окружающей среды в настоящее время является осуществление эффективного контроля ее экологического состояния. Во многих случаях от оперативности выявления и достоверности идентификации очагов опасных природных и антропогенных загрязнений прибрежных морских акваторий зависят жизнь и здоровье тысяч людей, проживающих в приморских районах, а также благополучие крупных морских экосистем.

В последние годы при проведении такого контроля все шире применяются современные измерительные технологии, в т.ч. оптические методы и средства изучения океана in-situ (т.е. непосредственно в морской среде в процессе натурных исследований). Особенностью таких методов и средств является прежде всего то, что при их использовании измерительная информация становится доступной пользователю практически в масштабе реального времени (on-line) и позволяет судить о глобальных процессах, происходящих в Мировом океане. Другим важным преимуществом подобных методов является возможность успешно использовать гидрооптическую аппаратуру не только для экологических исследований, но и для решения других не менее важных для народного хозяйства нашего государства задач, в т.ч. изучения динамики морских вод, рельефа морского дна, картирования распределения контрастно окрашенной донной растительности и т.д. Оптические методы во многих случаях позволяют осуществлять наблюдение дистанционными (бесконтактными) способами, что особенно важно при проведении оперативных экологических исследований в местах природных и техндгенных катастроф, нахождение в очагах которых может представлять реальную угрозу для здоровья и жизни наблюдателей. И, наконец, существенным отличием дистанционных оптических методов зондирования океана от других аналогичных методов исследований (например, радиолокационных) является то, что при работе в видимом диапазоне спектра они обеспечивают изучение не только границы раздела океан-атмосфера, но и приповерхностного слоя морской среды (на глубинах до нескольких десятков метров), представляющего наибольший интерес для экологии моря.

В данной диссертационной работе главный акцент сделан на разработке и практическом применении оптических методов и средств для изучения экологического состояния прибрежных морских акваторий на региональном и локальном уровнях наблюдения. Перечисленные выше особенности оптических методов исследований обеспечивают им в этом случае высокую результативность при проведении экспрессного контроля состояния морской среды в местах интенсивных техногенных воздействий, т.е. именно там, где особенно велик риск возникновения локальных нарушений экологического равновесия и нет времени на проведение детальных экологических исследований.

С этой точки зрения тема данной диссертационной работы может считаться важной и актуальной, направленной на решение имеющих большое практическое значение научно-технических проблем современных науки и техники.

Основными целями данной диссертационной работы являются:

1. разработка методологии оперативного оптического контроля экологического состояния морской среды и создание на её основе многоцелевых информационно-оптических систем экспрессной оценки экологической обстановки в местах интенсивных техногенных воздействий в шельфовых акваториях морей и океанов.

2. применение разработанных оптических методов и средств при проведении комплексных натурных исследований экологического состояния морской среды в экологически неблагополучных акваториях Балтийского, Чёрного и Средиземного морей.

Для достижения этих целей необходимо решить ряд конкретных научно-технических задач, в том числе:

1. рассмотреть и проанализировать основные виды техногенных воздействий от объектов морской техники и морских сооружений на окружающую среду, а также их последствия для ее экологического состояния (в т.ч. для оптических свойств морских вод);

2. обобщить существующие представления о методах контроля экологического состояния морей и океанов и оценить эффективность современных оптических методов экологических исследований океана;

3. сформулировать физические принципы использования оптических методов исследований т-$Ыи для оперативного выявления и изучения экологических аномалий в морской среде в местах интенсивных техногенных воздействий;

4. создать на основе этих принципов универсальный судовой комплекс оптической аппаратуры экологического контроля и разработать методы его применения для оперативного выявления и изучения экологических аномалий морской среды;

5. провести цикл экспериментальных и теоретических исследований, направленных на решение прикладных технических проблем, возникающих при разработке отдельных модулей такого комплекса (включая оценку предельной лучевой прочности оптических компонентов лазерных локационных систем, используемых для оптического зондирования морской среды);

6. подтвердить эффективность разработанных методов и комплекса экологического контроля при проведении натурных исследований в различных акваториях Мирового океана, подвергающихся интенсивному техногенному воздействию;

7. разработать практические рекомендации по формированию типовых комплексов оптической аппаратуры для экспрессного контроля состояния морской среды в местах эксплуатации различных видов экологически опасных объектов морской техники.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Разработка методологии оперативного оптического контроля экологического состояния морских вод, базирующейся на использовании информационно-оптических систем наблюдения за природными и антропогенными процессами в морской среде. Такие системы включают оптические методы и средства гидрооптических исследований т-8Ыи и информационные методы и средства обработки полученных экспериментальных данных, позволяющие восстанавливать экологические характеристики морской среды из результатов оптических измерений, обеспечивать предварительную оценку экологической обстановки и прогноз ее динамики.

2. Создание многофункционального комплекса гидрооптической аппаратуры "ЭКОТЕСТ" и разработка методов его использования для оперативного контроля экологического состояния морской среды. Такой комплекс обеспечивает оперативное выявление оптическими методами экологических аномалий на морской поверхности и в толще морской среды, а также изучение их динамики в местах интенсивных техногенных воздействий.

3. Анализ результатов натурной апробации разработанных оптических методов и средств экологических исследований в прибрежных районах Балтийского, Чёрного и Средиземного морей, подтвердивший их эффективность при необходимости экспрессной оценки экологической обстановки в морских акваториях повышенного экологического риска (в т.ч. бассейне-охладителе ЛАЭС, местах затопления в море старого химического оружия и т.д.). В ходе натурных измерений удалось обнаружить ряд ранее неизвестных экологических аномалий, что создало предпосылки для повышения уровня экологической безопасности в контролировавшихся районах.

4. Анализ результатов многоуровневых натурных гидрооптических экспериментов в морских районах с выраженной динамикой вертикального распределения оптически активных примесей, позволивший уточнить механизмы изменчивости спектрального поля яркости светового потока естественного света, диффузно отраженного толщей моря, вдоль оптической трассы дистанционного многоспектрального зондирования морской среды. Полученные данные обеспечивают повышение эффективности «физической» калибровки дистанционных оптических датчиков и достоверности результатов экологических исследований.

5. Разработка нового оптического метода дистанционного измерения коэффициента поверхностного натяжения морской поверхности, основанного на регистрации обратного рассеяния в ИК-области спектра (экспериментально измеренное сечение обратного рассеяния чистой морской воды 4.10"6 ср"1), обеспечивающего выявление и картирование разливов на морской поверхности загрязняющих веществ, физико-химические характеристики которых отличаются от аналогичных характеристик чистой морской воды.

Проблема защиты окружающей среды при освоении и использовании морских вод, эксплуатации энергетических, минеральных и биологических ресурсов Мирового океана рассматривалась ранее многими российскими и зарубежными исследователями, в т.ч. А.Б. Авакяном, А.И. Альхименко, Е.А. Величко, В.П. Волошиным, О.Г. Воробьёвым, В.Г. Горшковым, В.Б. Добрецовым, В.Н. Земеровым, Ю.А. Израэлем, Д. Кормаком, А. Нельсоном-Смитом, С.М. Нунупаровым, Ю. Одумом, Н.Ф. Реймерсом, С.Б. Слевичем, Г.В. Стадницкким, Дж. Уильямсом, Р. Хорном, Ф. Шепардом, К. Эмери и др.

Информационной базой использования оптических методов для изучения состояния морской среды в местах размещения объектов морской техники и морских сооружений являются достижения фундаментальной и прикладной гидрооптики, которая сформировалась, как наука, в стенах Государственного оптического института им. С.И. Вавилова еще в 30-40 гг. На основополагающие работы в области фотометрии поглощающей и рассеивающей природной водной среды A.A. Гершуна, Н.Г. Болдырева и других сотрудников ГОИ, выполненные более 50-60 лет назад, до сих пор ссылаются в отечественной и зарубежной научной литературе.

В 60-70 гг. началось широкое использования оптических методов для изучения морской среды и контроля ее экологического состояния, которое особенно активизировалось после появления нового класса носителей дистанционной оптической аппаратуры - космических платформ. В эти годы были достигнуты существенные успехи в разработке физических принципов дистанционного зондирования океана, что позволило создать принципиально новые разновидности оптической аппаратуры, прежде всего, дистанционные многоспектральные сканеры видимого диапазона и многоканальные ИК-радиометры, специально предназначенные для аэрокосмического зондирования границы раздела атмосфера-море и приповерхностного слоя морской среды, а также усовершенствовать и унифицировать глубоководную контактную гидрооптическую аппаратуру судового базирования, обеспечивающую синхронные подспутниковые измерения in-situ .

Значительный вклад в оптику океана и гидрооптику внесли в эти годы Д.М. Браво-Животовский, М.А. Брамсон, Ю.И. Белоусов, A.A. Бузников, В.И. Буренков, Д.В. Власов, В.И. Войтов, Ю.А. Гольдин, В.К. Гончаров, Э.Г. Гончаров, В.В. Горбацкий, JI.C. Долин, Ю.П. Доронин, В.Е. Зуев, А.П. Иванов, Г.С. Карабашев, Б.Ф. Кельбалиханов, М.В. Козлянинов, К.Я. Кондратьев, О.В. Копелевич, Ю.И. Копелевич, Э.И. Красовский, В.И. Кузнецов, Б.В. Курасов, И.М. Левин, Ю.А. Летучий, А.Г. Лучинин, В.Г. Лысков, В.И. Маньковский, М.М. Мирошников, Б.В. Наумов, Г.Г. Неуймин, Р.В. Озмидов, В. А. Осадчий, В.Н. Пелевин, Д.И. Поздняков, Н.Э. Ритынь, В.Н. Стасенко, В.М. Сидоренко, В.И. Соловьев, A.C. Тибилов, Б.И. Утенков, В.В. Фадеев, Е.А. Цветков, К.С. Шифрин, С.Я. Эмдин, В.А. Яковлев и многие другие.

За рубежом вопросами оптики моря занимались многие известные ученые-оптики, в т.ч. Р.Аустин, Дж. Беннет, А. Брикауд, О. Браун, Д. Кларк, С. Дантли, Н. Ерлов, К. Гилберт, Г. Гордон, Дж. Китчен, П. Ли, А. Морель, Дж. Мюллер, Р. О'Нейл, Р. Питтерсон, Т. Петцольд, Л. Прьюер, Р. Прайзендорф, С. Прайс, С. Сафендранат, Г. Ван-Хюлст, Дж. Занневельд, К. Йенч и др.

Основные усилия и российских и зарубежных ученых в области разработки оптических методов изучения морской среды и контроля ее экологического состояния в последние десятилетия XX века оказались сосредоточенными на развитии и совершенствовании дистанционных оптических методов глобального мониторинга Мирового океана с борта космических платформ. Это объясняется тем, что традиционные методы и технические средства экологического мониторинга моря, широко и успешно используемые многие годы на государственном, региональном локальном уровнях наблюдения за экологической обстановкой с борта судовых носителей, оказались значительно менее эффективными в глобальном масштабе всего Мирового океана.

Автор диссертационной работы начал эпизодически заниматься гидрооптическими исследованиями в стенах ГОИ им. С.И. Вавилова еще в

1975 г. (после защиты кандидатской диссертации), а с 1982 г. и до настоящего времени принимает активное участие в разработке гидрооптической аппаратуры различного назначения и ее использовании для изучения океана, контроля его экологического состояния и решения прикладных задач в интересах народного хозяйства.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов (глав), заключения и приложения, содержит 300 стр. текста, в т.ч. 10 стр. приложения, 50 рис., 25 таблиц, а также список литературы из 170 наименований. Основные результаты диссертации отражены в научных публикациях автора /1-50/.

Заключение Диссертация по теме "Геоинформатика", Алешин, Игорь Владимирович

Основные результаты натурных гидрооптических исследований в местах затопления старого ХО в Балтийском море приведены в нашей статье в журнале «Мониторинг и безопасность жизнедеятельности» («Трофейное немецкое химическое оружие на дне Балтийского моря» /27/).

В этой работе на основе анализа архивных материалов, свидетельств очевидцев, сообщений в прессе впервые в отечественной литературе нами была детально рассмотрена предыстория этой важной и актуальной для экологической безопасности Балтийского моря проблемы.

По решению Потсдамской конференции стран антигитлеровской каолиции в период с 1945 по 1948 гг. В различных морских акваториях (в т.ч. в центральных и юго-восточных районах Балтийского моря, в проливе Скагеррак и т.д.) было затоплено большое количество трофейных химических боеприпасов, произведенных в фашистской Германии или оставшихся в ней еще со времен Первой Мировой войны. К началу 90-х годов, по оценкам специалистов, часть металлических корпусов затопленных химических боеприпасов оказалась разрушенной коррозией и возникла реальная опасность распространения высокотоксичных отравляющих веществ в морской среде. Такое развитие ситуации представляло собой серьезную угрозу для жизни и здоровья более 40 миллионов европейцев, живущих на балтийских берегах, и поэтому проблема затопленного химического оружия привлекла внимание широкой международной общественности и международных организаций. Например, при Хельсинкском Комитете по экологической безопасности Балтийского моря (Хелкоме) была создана специальная Рабочая группа по затопленному ХО. В России этой проблемой занимались многие организации (ВСЕГЕИ, РУБИН, НИИ ЦЭБ РАН и др.), в т.ч. и упоминавшийся выше Комитет по конвенциальным проблемам химического и биологического оружия при Президенте РФ.

После капитуляции Германии в 1945 г. На ее территории было обнаружено около 300 тыс. Тонн неиспользованных химических боеприпасов, в т.ч. по зонам оккупации:

• в американской зоне 93995 т;

• в британской зоне 122508 т;

• во французской зоне 9100 т;

• в советской зоне 70500 т; всего: 296103 т.

Большая часть этого опасного арсенала (до 130 тыс. Тонн) была затоплена в проливе Скагеррак на глубине нескольких сотен метров. Примерно 40 тыс. Тонн химических боеприпасов по официальным данным затоплено в центральной части Балтийского моря в Борнхольмской впадине в круге радиусом 3 морских мили с координатами центра 55°21' с.ш. и 15°37,02' в.д. (рис.4.16). Около 2 тыс. Тонн таких боеприпасов затоплено в юго-восточной части Балтийского моря в Готландской впадине на довольно большой площади с координатами центра 56°00' с.ш. и 19°00' в.д. . Небольшое количество химических боеприпасов затопили в районе пролива М. Бельт вооруженные силы фашистской Германии. Глубины в районах затопления ХО достигают 70100 м, на дне находится толстый слой донного ила (7-Юм), температура придонных слоев воды в течение года меняется в пределах 2-12°С, скорости донных течений не превышают 0,05 м/сек.

Места затопления (дампинга) старого химического оружия в центральных и юго-восточных районах Балтийского моря

1 - Борнхольмское захоронение, 2 — Готландское захоронение; 3- захоронение в районе пролива М.Бельт

Рис.4.16

Количество боевых отравляющих веществ и виды боеприпасов, в которых они содержатся, приведены в таблице 4.4.

В 70-90-х годах предпринимались неоднократные попытки целенаправленного изучения экологического состояния морской среды в местах затопления старого ХО. Наиболее масштабные работы в этом направлении проводились в рамках экологических рейсов в эти районы в рамках международной экологической программы "Морской экологический патруль".

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными итогами выполнения данной диссертационной работы являются предложенные автором решения круга важных и актуальных научно-технических проблем в области разработки и использования оптических методов и средств для оперативного контроля экологического состояния морских акваторий в местах интенсивных техногенных воздействий, имеющие в совокупности важное научное и практическое значение для освоения и использования морских вод, обеспечения их экологической безопасности и вносящие существенный вклад в развитие актуального научного направления -создания современных информационно-измерительных технологий изучения экологического состояния морской среды .

На защиту вынесены следующие научные положения и результаты:

1. Разработка методологии оперативного оптического контроля экологического состояния морских вод, базирующейся на использовании информационно-оптических систем наблюдения за природными и антропогенными процессами в морской среде. Такие системы включают оптические методы и средства гидрооптических исследований т-яИи и информационные методы и средства обработки полученных экспериментальных данных и позволяют восстанавливать экологические характеристики морской среды из результатов оптических измерений, а также обеспечивают получение экспрессной оценки текущей экологической обстановки и выдачу прогноза ее динамики.

2. Создание на основе этой методологии многофункционального комплекса гидрооптической аппаратуры "ЭКОТЕСТ" и разработка методов его использования для оперативного контроля экологического состояния морской среды. Использование такого комплекса обеспечивает оперативное выявление оптическими методами экологических аномалий на морской поверхности и в толще морской среды, а также изучение их динамики в местах интенсивных техногенных воздействий.

3. Анализ результатов натурной апробации разработанных оптических методов и средств оперативных экологических исследований в прибрежных районах Балтийского, Чёрного и Средиземного морей, подтвердивший их эффективность при необходимости экспрессной оценки экологической обстановки в морских акваториях повышенного экологического риска (в т.ч. бассейне-охладителе ЛАЭС, местах затопления в море старого химического оружия и т.д.). В ходе натурных измерений удалось обнаружить ряд ранее неизвестных экологических аномалий, что создало предпосылки для повышения уровня экологической безопасности в контролировавшихся районах.

4. Анализ результатов многоуровневых натурных гидрооптических экспериментов в морских районах с выраженной динамикой вертикального распределения оптически активных примесей, позволивший уточнить механизмы изменчивости спектрального поля яркости светового потока естественного света, диффузно отраженного толщей моря, вдоль оптической трассы дистанционного многоспектрального зондирования морской среды. Полученные данные обеспечивают повышение эффективности «физической» калибровки дистанционных оптических датчиков и достоверности результатов экологических исследований.

5. Разработка нового оптического метода дистанционного измерения коэффициента поверхностного натяжения морской поверхности, основанного на регистрации обратного рассеяния света в ИК-области спектра (экспериментально измеренное сечение обратного рассеяния чистой морской воды 4.10"6 ср"1). Применение такого метода при осуществлении оперативного экологического контроля состояния морской среды обеспечивает выявление и картирование разливов на морской поверхности загрязняющих веществ, физико-химические характеристики которых отличаются от аналогичных характеристик чистой морской воды.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что в ней сформулированы основные положения нового методического подхода к осуществлению оперативного оптического контроля экологического состояния морской среды, направленного на повышение эффективности традиционных методов экологического контроля в местах интенсивных техногенных воздействий. На основе этого подхода созданы конкретные оптические методы и средства, применение которых позволило получить новую информацию о динамике протекания природных и антропогенных процессов в местах расположения объектов морской техники и морских сооружений.

В процессе выполнения работы получен ряд оригинальных результатов в т.ч.:

1. разработан и апробирован в натурных условиях новый оптический метод дистанционного измерения коэффициента поверхностного натяжения поверхности моря, основанный на регистрации обратного рассеяния ею зондирующего светового потока в ИК-области спектра;

2. впервые детально изучена пространственно-временная изменчивость спектральных показателей ослабления света в УФ и видимом диапазонах спектра в центральном и юго-восточном районах Балтийского моря, в восточной части Финского залива, в его Невской и Копорской губах, что позволило выявить в этих акваториях ранее неизвестные экологические аномалии;

3. проведены комплексные натурные многоуровневые гидрооптические эксперименты по синхронному зондированию морской поверхности и приповерхностного слоя моря в видимом диапазоне спектра с борта самолета-лаборатории с высоты 400 м, с палубы и забортных устройств надводного судна непосредственно над и под морской поверхностью, при помощи судовых систем вертикального зондирования - в толще приповерхнотснрого слоя моря до глубин 50 м, что дало возможность уточнить механизм формирования спектрального поля яркости вдоль оптической трассы многоспектрального зондирования моря;

4. выполнен большой объём натурных исследований экологического состояния морской среды в морских акваториях повышенного экологического риска в Балтийском море, в т.ч. в бассейне-охладителе Ленинградской атомной электростанции, в районах строительства новых портовых терминалов, в местах затопления старого химического оружия, вблизи сбросов очистных сооружений Санкт-Петербурга и городов-спутников и т.д., позволивший изучить пространственно-временную изменчивость структуры световых полей в местах интенсивных техногенных воздействий;

5. измерена предельная оптическая прочность материалов, используемых для изготовления оптических элементов систем лазерного зондирования морской среды.

Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что разработанные и апробированные в диссертационной работе информационно-оптические системы оперативного экологического контроля использовались как для решения актуальных научно-технических задач изучения океана и обеспечения его экологической безопасности, так и прикладных задач, имеющих в настоящее время важное практическое значение для народного хозяйства, в т.ч.:

1. разработан и создан типовой судовой комплекс оптической аппаратуры "ЭКОТЕСТ", который предназначен для экспрессной оценки экологической обстановки в местах интенсивных техногенных воздействий;

2. этот комплекс в течение более 10 лет использовался для оперативного контроля экологического состояния морской среды в районах расположения экологически опасных объектов морской техники и морских сооружений в территориальных водах России;

3. решены практические задачи в интересах конкретных отраслей промышленности (например, выполнено картирование распределения имеющей пищевую ценность донной растительности в прибрежных районах Чёрного моря);

4. даны практические рекомендации по формированию комплексов оптической аппаратуры для оперативного контроля экологической обстановки в местах размещения экологически опасных объектов морской техники.

Разработанные лично автором или при его непосредственном участии предложения и методические указания, представленные в данной диссертации, были реализованы при выполнении различных научно-технических и образовательных программ (в т.ч. в НИИ ФООЛИОС, СПб ГМТУ, Ассоциации "Океанотехника", ВНИИ ОКЕАНГЕОЛОГИЯ, СПб ИТМО, ВСЕГЕИ и др.), что подтверждено соответствующими актами использования результатов.

При выполнении данной диссертационной работы автором получены следующие основные результаты:

1. проанализированы основные виды техногенных воздействий от объектов морской техники и морских сооружений на окружающую среду, их последствия для ее экологического состояния (в т.ч. для нормируемых оптических характеристик морских вод), обсуждены возможные направления использования оптической техники для снижения уровня таких воздействий;

2. обобщены существующие представления о методах контроля экологического состояния морей и океанов и оценена эффективность современных оптических методов экологических исследований океана

3. разработана методология оперативного оптического контроля экологической обстановки в морских акваториях повышенного экологического риска, базирующаяся на использовании современных информационно-оптических систем изучения океана;

4. эта методология использована для разработки и создания универсального судового комплекса оперативного контроля и методов его применения для экспрессной оценки состояния морской среды;

5. проведен цикл прикладных исследований, направленных на решение технических проблем, возникающих при разработке отдельных модулей такого комплекса;

6. подтверждена эффективность разработанных методов и комплекса оперативного контроля при решении актуальных экологических и прикладных задач в процессе проведения натурных исследовании в различных акваториях Мирового океана;

7. разработаны практические рекомендации по формированию типовых комплексов оптической аппаратуры для экспрессного контроля состояния морской среды в местах эксплуатации различных видов экологически опасных объектов морской техники. Данная диссертационная работа представляет собой решение важной научно-технической проблемы (создание основ методологии оперативного оптического контроля состояния морской среды и разработка на ее основе оптических методов и средств оперативного мониторинга экологического состояния морей и океанов в местах интенсивных природных и техногенных воздействий), имеющей большое народно-хозяйственное значение для обеспечения экологической безопасности прибрежных акваторий России, и вносит существенный вклад в развитие актуального научного направления (разработка новых информационно-измерительных технологий экологического мониторинга), т.е. удовлетворяет требованиям, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени доктора технических наук.

Автор выражает искреннюю благодарность всем, кто оказывал ему содействие при выполнении исследований и работе над диссертацией в т.ч. сотрудникам ГОИ им. С.И. Вавилова:

A.M. Бонч-Бруевичу, Ю.И. Белоусову, С.А. Вицинскому, А.Г. Журенкову, А.З.Зурабяну, |Я.А. Имасу , И.Н. Кагакиной, Ю.З. Камолову, B.JL Комолову, Е.С. Кулик, М.Н. Либенсону, В.Г. Лыскову, П.А. Михееву, В.А. Негоде, A.B. Никитину, В.Н. Писареву, В.М. Сидоренко, A.B. Софинскому, Ю.М. Страусу,

A.C. Тибилову, Е.А. Цветкову В.А. Яковлеву.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Алешин, Игорь Владимирович, Санкт-Петербург

1. Алёшин И.В. и др. Связь порогов оптического пробоя прозрачных диэлектриков с их структурой // Оптико-механическая промышленность.- 1975 .- №3.-С. 17-20.

2. Алёшин И.В. и др. Вероятность оптического пробоя поверхности прозрачных диэлектриков // Журнал технической физики. 1975.-Вып.6, т.45.- С. 1238- 1241.

3. Алёшин И.В. и др. Влияние ликвационной структуры стекол на их лучевую прочность // Оптико-механическая промышленность.- 1975.-№7.- С. 33- 35.

4. Алёшин И.В. и др. Влияние химической обработки на порог оптического пробоя поверхности стекла // Журнал технической физики.1975.- Вып.1, т.45.- С . 200-203.

5. Алёшин И.В. и др. Испарение нелинейно поглощающего диэлектрика под действием света // Сб. материалов XIII Всесоюзной конференции по когерентной и нелинейной оптике.- Тбилиси.- 1975.- С.47 .

6. Алёшин И.В. и др. Оптический пробой прозрачных сред, содержащих неоднородности: Препринт / ИТФ АН СССР.- Черноголовка.- 1976.48 С.

7. Алёшин И.В. и др. Испарение нелинейно поглощающей прозрачной среды под действием света // Журнал технической физики,- 1976.-Вып.11, т.47.- С. 2420-2448.

8. Алёшин И.В. и др. Оптический пробой прозрачных сред, содержащих неоднородности // Журнал экспериментальной и теоретической физики.1976.- Вып.11, т.70.- С. 1214 1224.

9. Алёшин И.В. и др. Влияние локальной нестехиометрии кварцевого стекла на порог его оптического пробоя // Сб. материалов 4 Всесоюзного совещания по физике взаимодействия светового излучения с веществом .-, Л.: Изд. ГОИ.- 1978.- С. 18.

10. Алёшин И.В. и др. Оптический пробой прозрачных диэлектриков при острой фокусировке лазерного излучения // Письма в Журнал технической физики.- 1978.- Вып.14, т.4.- С. 861 864.

11. Алёшин И.В. и др. Оптический пробой дистиллированной воды при острой фокусировке лазерного излучения // Сб. материалов 5 Всесоюзного совещания по физике взаимодействия светового излучения с веществом .-, Л.: Изд. ГОИ.- 1981.- С. 130.

12. Алёшин И.В. и др. Оптический пробой оптических стекол, содержащих поглощающие неооднородности // Сб. материалов 5 Всесоюзного совещания по физике взаимодействия светового излучения с веществом .-, Л.: Изд. ГОИ.- 1981.- С. 129.

13. Алёшин И.В. и др. Размерные зависимости оптического пробоя стекла К-8 при острой фокусировке лазерного излучения // Сб. Материалов 5 Всесоюзного совещания по физике взаимодействия светового излучения с веществом .-, Л.: Изд. ГОИ.- 1981.- С.159.

14. Алёшин И.В. и др. Судовая ИК-установка для изучения загрязнений поверхности водоемов // "Технические средства для гос.системы контроля природной среды: Сб. материалов 2 Всесоюзного семинара, Обнинск,- 1983.- С. 210-211.

15. Алёшин И.В. и др. Исследование рассеяния света тонким приповерхностным слоем моря // Сб. материалов IX Пленума Комиссии АН СССР по оптике океана и атмосферы.- Батуми.- 1984.-С. 8-9.

16. Алёшин И.В. и др. Рассеяние света свободной поверхностью жидкости в области ее сильного собственного поглощения // Оптика и спектроскопия.- 1986.- Вып.2,т.60,- С. 219-222.

17. Алёшин И.В. и др. Дистанционные исследования изменчивости цветового контраста // Сб. материалов X Пленума Комиссии АН СССР по оптике океана и атмосферы.- Ростов-на-Дону.- 1988.- С. 11.

18. Алёшин И.В. и др. Измерение флуктуаций оптических характеристик приповерхностного слоя океана методом дистанционного спектрофотометрирования // Сб. материалов X Пленума Комиссии АН СССР по оптике океана и атмосферы,- Ростов-на-Дону.- 1988 .- С. 389.

19. Алёшин И.В. и др. Дистанционные исследования изменчивости толщины пленки ПАВ на поверхности моря // Сб. материалов X Пленума Комиссии АН СССР по оптике океана и атмосферы.- Ростов-на-Дону.- 1988.- С. 390.

20. Алёшин И.В. и др. Зависимость индекса цвета моря от вертикального распределения концентрации хлорофилла в приповерхностном слое // Сб. материалов XI Пленума Комиссии АН СССР по оптике океана и атмосферы.- Красноярск.- 1990.- С.51.

21. Алёшин И.В. и др. Исследования изменчивости индекса цвета морской воды // Сб. материалов XI Пленума Комиссии АН СССР по оптике океана и атмосферы.- Красноярск.- 1990 .- С.53.

22. Алёшин И.В. и др. Прямые и дистанционные методы в мониторинге экологических последствий эвтрофирования и загрязнения природных вод // Экология России: Сб. материалов I Международного конгресса М.: Универсум, 1993.- С.10.

23. Алёшин И.В. и др. Фотометрирование оптических полей приповерхностных слоев моря // Оптический журнал.- 1993.- №12.- С. 31-39.

24. Aleshin I.V. et al. Photometry of upper sea layers // Ocean Optics XII : Proc. SPIE.- 1994.- V.2258, P.682-684.

25. Алёшин И.В. и др. Трофейное немецкое химическое оружие на дне Балтийского моря. Проблемы и пути их решения // Мониторинг и безопасность жизнедеятельности,- 1995.- №2.- С. 31- 34.

26. Алёшин И.В. и др. Проблемы защиты Мирового океана от антропогенного загрязнения // Мониторинг и безопасность жизнедеятельности.- 1995,- №3.- С. 8 10.

27. Алёшин И.В., Экология моря.- СПб: Изд. ГМТУ, 1995 .- 105 с.

28. Алёшин И.В. и др. Применение контактных и дистанционных оптических методов для экологического мониторинга морских вод // Разведка и охрана недр.- 1994.- №12 .- С. 30-35.

29. Алёшин И.В. и др. Применение информационно-оптических технологий в местах аномалий // Региональная информатика: Сб. Материалов Международной конференции, СПб.: Изд. СПОИСУ., 1996.- С. 43.

30. Алёшин И.В. и др. Применение современных оптических технологий для исследования морской среды в местах антропогенных аномалий // Сб. материалов Международной конференции Прикладная оптика, СПб.: Изд. ГОИ,- 1996.- С. 304.

31. Алёшин И.В. и др. Использование оптических методов для натурного моделирования распространения в водной среде антропогенных загрязнений // Сб. материалов Международной конференции Прикладная оптика, СПб.: Изд. ГОИ.- 1996.- С. 306.

32. Aleshin I. V.et al. The valuation of perspective application of LID AR methods for sea monitoring//Ocean Optics-XIII: Proc. SPIE.- 1996,- V. 2963, P. 802-807.

33. Алёшин И.В. и др. Оптические методы в экологическом мониторинге природных вод // Оптический журнал.- 1997.- Т.64, №3.- С. 82-86 .

34. Алёшин И.В. и др. Теоретические вопросы восстановления параметров морской среды по результатам оптических измерений // Оптический журнал.- 1997,- Т.64, №8.- С. 82-86 .

35. Алёшин И.В. Экологический мониторинг Мирового океана.- СПб.: 1997.-Изд. ГМТУ.- 85 с.

36. Алёшин И,В. и др. Применение информационно-оптических технологий для экологического мониторинга Мирового океана // Материалы Второй Международной конференции по морским технологиям.- СПб.-Т.6, С. 94-96.

37. Алёшин И.В. и др. Использование оптических методов при решении обратных задач экологического мониторинга природных вод // Оптический журнал.- 1998.- Т.65, №5.- С. 34-39

38. Алёшин И.В. и др. Применение информационно-оптических технологий для изучения природных и антропогенных процессов в океане // Оптический журнал.- 1998.- Т.65, №12.- С. 132-138.

39. Алёшин И.В. и др. Фотометрия приповерхностных слоев моря // Научно-технический сборник Российская наука Военно-морскому Флоту (300 лет Российскому флоту), под ред. акад. A.A. Саркисова, М.: Изд. Наука.- 1998.- С. 231

40. Алёшин И.В. и др. Теоретические проблемы исследований природных и антропогенных процессов в океане оптическими методами // Оптический журнал.- 1999.- Т.66, №11.- С. 71-77 .

41. Алёшин И.В. и др. Введение в технологию освоения минеральных ресурсов шельфа и внутренних водоемов .- СПб.: Изд. ГМТУ, 1999.200 с.

42. Алёшин И.В. и др. Об учете влияния взволнованной морской поверхности при решении прямых и обратных задач оптического зондирования океана // Прикладная оптика 2000: Материалы Международной конференции, СПб.: Изд. ГОИ.- 2000.-С. 198.

43. Алёшин И.В. и др. Модель оптической трассы многоспектрального зондирования морской среды // Оптика атмосферы и океана.- 2000.-Т.13, №5.- С. 543-546 .

44. Алёшин И.В. и др. Восстановление интегральных экологических характеристик морской среды по результатам ее многоспектрального оптического зондирования // Оптика атмосферы и океана.- 2000.- Т. 13, №9.- С. 842-846.

45. Алёшин И.В. и др. Защита окружающей среды при эксплуатации сооружений океанотехники // Судостроение.- 2000.- №2.- С. 200-208.

46. Алёшин И.В. и др. Экологическое состояние природных вод в местахинтенсивных техногенных воздействий. Оптические методы контроля // Научно-технический сборник "Экология и атомная энергетика", г. Сосновый Бор.: Изд. ЛАЭС,- 2000,- Вып. №2.- С. 90-96.

47. Алёшин И.В. Оптические методы и средства изучения природных иантропогенных процессов в морской среде // Оптический журнал.-2001.- Т.68, №4.- С. 27-36.

48. Авакян А.Б. Качество воды как глобальная проблема// Изв. АН СССР, Сер. Географ.- 1992.- №3,- С. 33-39 .

49. Альхименко А.И. Охрана природы при освоении ресурсов Мирового океана.- Л.: Изд. Судостроение.- 1982.- 106 с.

50. Волошин В.П. Охрана морской среды.- Л.: Изд. Судостроение.- 1987.208 с.

51. Величко Е.А. и др. Геология и полезные ископаемые Мирового океана.-М.: Изд. Недра.- 1978.- 205 с.

52. Горшков В.Г. и др. Глобальные экологические перспективы // Вестник РАН.- 1992.- №5.- С. 70-81 .

53. Добрецов Б.В. Освоение минеральных ресурсов шельфа .- Д.: Изд. Недра,- 1980.- 272 с.

54. Земеров В.Н. Разведка и добыча полезных ископаемых Мирового океана.-М.: ВИЭМС.- 1988,55 с.

55. Израэль Ю.А. и Цыбань A.B. Антропогенная экология океана.- Л.: Изд. Гидрометеоиздат.- 1989,- 500 с.

56. D. Cormack. Responce to oil and chemical marine pollution.- London:

57. Applied science publishers.- 1983.- 531 p.

58. Нельсон-Смит А. Нефть и экология моря.- М.: Изд. Прогресс.- 1977,- 302с. ( пер. с анг.).

59. Нунупаров С.М. Предотвращение загрязнения моря с судов.- М.: Изд. Транспорт,- 1985,- 285 с.

60. ОдумЮ. Экология.- Т.1.- М.: Изд. Мир.- 1986.- 328 с. (пер. с англ).

61. Слевич С.Б. Шельф, освоение, использование.- Л.: Изд. Гидрометеоиздат.- 1988.- 198 с.

62. Уильяме Дж. Основы контроля морских загрязнений.- Л.: Изд. Гидрометеоиздат.- 1978.- 239 с. (пер. с анг.)

63. Хорн Р. Морская химия.- М.: Изд. Мир.-., 397 стр. (пер. с анг).

64. Шепард Ф. Морская геология.- Л.: Изд. Недра.- 1976.- 487 с. (пер. с анг.).

65. Эмери К. Континентальные шельфы.- М.: Изд. Мир.- 1971,- 234 с (пер. с анг.).

66. Воробьев О.Г. и др. Геотехнические системы.- Петрозаводск.: Изд.1. ПетрГУ.- 1994.- 84 с.

67. РеймерсН.Ф. Азбука природы.- М.: Изд. Знание.- 1980.- 207 с.

68. Кириленко В.П. Экология океана имеждународное право.- СПб.: Изд. Гидрометеоиздат,- 1994,- 244 с.

69. Гершун A.A. Световое поле.- М-Л.: Изд. ОНТИ.- 1936.- 156 С.

70. Болдырев Н.Г. Теоретическая фотометрия,- Л.: Изд. ЛИООТ.- 1936 .112 с.

71. Gershun A. The light field //Math, and Phys.- 1939.- 18(2).- P. 51-59

72. Березкин В.А. и др. Прозрачность и цвет моря.- JL: Изд. ВМА.- 1940.143 с.

73. Волькеннггейн А.А. Фотометрия. 50 лет ГОИ им. С.И. Вавилова.- Л.: Изд. Машиностроение.- 1958 .- 498 с.

74. Стефанек Т. Неакустические методы обнаружения подводных лодок // В мире науки,- 1988.- №5, С. 6-13 .

75. Дистанционное зондирование в метеорологии, океанографии океанографии и гидрологии / под редакцией А.П. Крэкнелла,- М.: Изд. МИР, 1984 .- 535 с.

76. Иванов А.П. Физические основы гидрооптики.- Минск: Изд. Наука и Техника, 1975 .- 503 с.

77. Шифрин К.С. Введение в оптику океана,- Л.: Изд. Гидрометео-издат, 1983 .- 278 с.

78. Ерлов Н.Г. Оптика моря Л.: Изд. Гидрометеоиздат, 1980.- 248 с. (пер. сангл.).

79. Duntley S.Q. Underwater visibility and photography. Optical aspects ofoceanography.- London-New York, 1974,- P. 135-139.

80. Соколов О.А. Видимость под водой.- Л.: Изд. Гидрометеоиздат,1974.- 232 с.

81. Smith R.C. Structure of solar radiation in the upper layers of sea. Opticalaspects of Oceanography.- London-New York, 1974.- P. 95-117.

82. Preisendorfer R.W. Hydrologic optics.- Honolulu: National Oceanic and

83. Atmospheric Administration, 1976.- 1750 PR. W.

84. Иванов А. "Введение в океанографию", M.: Изд. МИР, 1978 .- 490 с. (пер. с франц.).

85. Физика океана / под редакцией Ю.П.Доронина.- Л.: Изд. Гидрометеоиздат, 1978 .- 294 с.

86. Оптика океана / под редакцией А.С. Монина.- М.: Изд. Наука, 1983. Т.1: Физическая оптика океана, 371 с.

87. Т.2: Прикладная оптика океана, 240 с.

88. Кондратьев К.Я. и Поздняков Д.В. Качество природных вод и определяющие его компоненты.- Л.: Изд. Наука, 1984 .- 55 с.

89. Брамсон М.А. и др. Морская рефрактомерия.- Л.: Изд. Гидрометеоиздат, 1986 .- 216 с.

90. Чехин Л.П. Световой режим водоемов.- Петрозаводск: Карельский филиал АН СССР,.- 1987 .- 130 с.

91. Долин Л.С. и Левин И.М. Справочник по теории подводного видения.

92. Л.: Изд. Гидрометеоиздат, 1991.- 230 с.

93. Althus I.J. et al. On the colour of case 2 waters Partculate matter North Sea.

94. Part I, BCRS Project 2.1/ТО-ОЗ/- August 1996,- P.163

95. Оптико-физические средства исследования океана / под ред. Е.Г. Пащенко.- Л.: Изд. "Судостроение", 1984 .- 264 с.

96. Карабашев Г.С. Флюоресценция морской воды.- СПб.: Изд. Гидрометеоиздат, 1987.- 327 с.

97. Семенов Ю.Н. и др. Аварийность и оценка риска в морском страховании.- СПб.: Изд. ГМТУ.- 1999.- 165 с.

98. Аварии и катастрофы / под ред. К.Е. Кочеткова.- М.: Изд. Асс. Строит. Вузов, 1995.- 231 с.

99. Короткин И.М. Аварии и катастрофы кораблей.- Л.: Изд. Судостроение,1977.- 267 с.

100. Скрягин Л.И. Тайны морских катастроф.- М.: Изд. Транспорт, 1986.- 420с.

101. Стадницкий Г.В. и др. Экология.- СПб.: Изд. Химия, 1997.- 342 с.

102. Израэль Ю.А. и др. Осуществление в СССР системы мониторинга загрязнения природной среды.- Л.: Изд. Гидрометеоиздат.- 1978 .115 с.

103. Соколов В.Е. Теоретические основы и опыт экологического мониторинга.- М.: Изд. Наука, 1983.- 253 с.

104. Экоинформатика / Под ред. Соколова В.Е.- СПб.: Гидрометеоиздат, 1992,- 519 с.

105. Единая государственная система экологического мониторинга: Системный проект.- М.: Изд. Гос. Института прикладной экологии, 1994 .- 260 с.

106. Парамонов А.Н. и др. Современные методы и средства измерения гидрологических параметров океана.- Киев: Изд. Наукова Думка, 1979.250 с.

107. Новиков Ю.В. и др. Методы исследования качества воды водоемов.- М.: Изд. Медицина, 1990.- 400 с.

108. Кочергин В.П. и др. Мониторинг гидрофизических полей океана.- Л.: Изд. Гидрометеоиздат, 1987.- 279 с.

109. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды: Учебное пособие для инженера эколога / Под редакцией А.Ф.Порядина и А.Д.Хованского.- М.: НУМЦ Минприроды РФ, 1996 .350 с.

110. Перечень предельно-допустимых концентраций и ориентировочно безопасных уровней воздействия вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов.- М.: Изд. Комитета РФ по рыболовству, 1992.-434 с.

111. Озмидов Р.В. Диффузия примесей в океане.- Л.: Изд. Гидрометеоиздат, 1986 .- 278 с.

112. Андерсон Д. и др. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. Т. 1.-М.: Мир, 1990.-384 с. (пер. с англ.).

113. Проблемы химического загрязнения вод Мирового океана. Динамикаи прогноз загрязнения океанических вод / под ред. Симонова А.И.- Л.: Гидрометеоиздат, 1985.- 144 с.

114. Монин А. С и Озмидов Р.В. Океанская турбулентность.- Л,: Гидрометеоиздат, 1981.- 320 с.

115. Скурлатов Ю.И. и др. Введение в экологическую химию.- М.: Изд. Высшая школа, 1994.- 400 с.

116. Владимиров B.C. Уравнения математической физики.- М.: Изд. Наука, 1978.- 543 с.

117. Ланин В.Л. Основы экологических знаний инженера.- М.: Изд. Экология, 1996.- 245 с.

118. Jacques-Yves Cousteau . Riches of the Sea.- New York : World Publishing,, 1974.- 400 p.

119. Morel A. et al. Analysis of variation in ocean colour // Limnol. Oceanog.-1977.- V.22, №4 .- P.709-722

120. Gordon H.R. et al. Remote Assessment of Ocean Color for Interpretation of Satellite Visible Imagery. A Review.- New York: Springer-Verlag.- 1983, 654 p.

121. Lee P. et al. Estimating primary production at depth from remote sensing // Applied Optics.- 1996.- V.35, №3.- p.463-474.

122. Gordon H.R. Remote sensing of ocean color: a methology for dealing with broad spectral bands// Applied Optics.- 1999.- V.34,N.36.- p.8363-8375.

123. Sathyendranath S. et al. Light Emerging from Sea-Interpretation and Uses in Remote Sensing / in Remote Sensing Application in Marine Science nd Technology.- A.P. Cracknell, Ed. Reidel, Dordrecht.- 1983.- p.323-357.

124. Morel A. Optical modelling of upper ocean in relation to its biogenous matter content// J. Geophys. Res.- 1988.- V.93.-p.10749-10768.

125. Копилевич O.B. и Шифрин К.С. Оптические характеристики морской воды / Оптика океана и атмосферы: Сб. под редакцией К.С. Шифрина.-1981.- М.: Изд. Наука.- 230 с.

126. Копилевич О.В. и Левин И.М. Основные проблемы оптики моря // Оптический журнал.- 1997.- Т.64, №3.- С. 71-81.

127. Sathyendranath S. et al . Ocean colours // Journal Remote Sensing.- 1989.-V.8.- p.1373-1379.

128. Копелевич О.В., "Малопараметрическая модель оптических свойств морской воды", в Сб. Под редакцией A.C. Монина "Оптика океана", т.1, М., Изд. "Наука", стр. 208-234,1983

129. Денисов A.M. Введение в теорию обратных задач.- М.: Изд. МГУ, 1994.- 206 с.

130. Апресян JI.A. и др. Теория переноса излучения,- М.: Изд. Наука, 1983.216 с.

131. Исимару А. Распространение и рассеяние света в случайно-неоднородных средах.- М.: Изд. Мир, 1981.- Т.1, 218 с. (пер. с анг.).

132. Зеге Э.П. и др. Перенос изображения в рассеивающей среде.- Минск: Изд. Наука и Техника, 1985.- 327 с.

133. Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование.- М.: Изд. Мир, 1987,- 550 с. (пер. с англ.).

134. Elson J.M. et al. Scattering from Optical Surface // Applied Optics and Optical ingineering.- 1980,- V.VII, p. 191-244.

135. Манделыптамм Л.И. О шероховатости свободной поверхности жидкости//Ann. Physik.- 1913.- V.41.- р.609.

136. Матвеев А.Н. Оптика.- М.: Изд. Высшая школа, 1985 .- 350 с.

137. Фабелинский И.Л. Молекулярное рассеяние света.- М.: Изд. Наука, 1965.- 500 с.

138. Сончик В.К. Оптические постоянные воды, водных растворов неорганических солей и природных аэрозолей.- Томск: Изд.ТГУ.- 1987.-143с

139. Андронов A.A. К теории молекулярного рассеяния на поверхности жидкости // Z. Phys., v.38, р. 485, 1926, Андронов A.A. Собрание трудов, Изд-во АН СССР, 1956.- 650 с.

140. Басс Ф.Г. и Фукс И.М. Рассеяние света на статистически неоднородной поверхности.- М.: Изд. Наука, 1972 .- 498 с.

141. Кар Дж. Проектирование и изготовление аппаратуры.- М.: Изд. Мир, 1986 .- 390 с.

142. БорнМ. и Вольф Э. Основы оптики.- М., Изд. Наука, 1970.- 855 с.

143. Ягов Г.В., В.В. Гальцова. Применение люминесцентных методов анализа для экологического контроля морских вод // Мониторинг и безопасность жизнедеятельности.- 1996.- №1.- С. 39-42.

144. Mueller J.L. , R.W.Austin. Ocean Optics Protocols for SeaWiFS Validation.- NASA, Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland 20771, 1992.-p.342-351

145. Итоговый отчет НИИ ФООЛИОС по контракту ELM-2441. Исследование приповерхностных слоев моря многоспектральными активными и пассивными оптическими системами. Спб-Сосновый Бор.-1999,- 104 с.

146. Ландсберг Г.С. Оптика.- М.: Изд. Наука, 1976.- 926 с.

147. Ruck G.T. et al. Radar Cross Handbook.- Plenum Press, New-York, 1970.- Vol.1 and 2 .- P. 342-347

148. Valenzuela G.R. // IEEE Trans. AP-24.- 1976.- V. 11.- P. 211-213

149. Охрана окружающей среды: природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1998 г. / Сб. материалов, под редакцией А.С. Баева ,.- СПб.: Изд. СЕЗАМ, 1999.- 516 с.

150. Степанов А.Л. Строительство портов и экология // Мониторинг и безопасность жизнедеятельности.- 1995.- №1.- С.45-47

151. Bricaud A. et al. Absorption by dissolved organic matter of the sea in the UV and visible domains// Oceanogr./-1981.- P. 43-53.

152. Нежиховский P.А. Река Нева и Невская губа.- Л.: Изд. Гидрометеоиздат, 1981 .- 108 с.

153. Erdman J.C., Saint-Clair . Simulation of radiometric ocean images from high altitudes platform // SPIE: Ocean optics IX.- 1988.- V.925, p.37-41

154. Алешин И.В и др. Расчет характеристик морской среды по результатам оптических измерений // Оптический журнал.- 1997.- Т.64, N8.- С.82-86.

155. Журенков А.Г и др. О возможности решения обратной задачи многоспектрального фотометрирования водной поверхности. // Оптика моря и атмосферы. Тезисы докладов. Л.: ГОИ. 1988. С.40.

156. Журенков А.Г. О возможности наблюдения внутренних волн с помощью многоспектрального фотометрирования водной поверхности. // Методы гидрофизических исследований. Тезисы докладов.-Калининград.- 1989- С. 129.

157. Zhurenkov A.G., Yakovlev Y.A. Problem of ocean hydrophysical parameters evaluation from multispectral optical sensing data//SPIE Proceedings. Bergen, Norway .-1994.- Vol.2258.P.811-814.

158. Zhurenkov A.G., Yakovlev V.A. Method of multispectral sensing hydrophysical properties of a stratified ocean // SPIE Proceedings. Paris, France. 1995. - Vol.2586. - P. 1231-1232

159. Питебарг JI.И. и др. Об оптимальной интерполяции гидрофизическихполей // Приборы и методы исследований.- 1991.- Т.31, вып.5,- С. 853863

160. Орлов В.М. и др. Сигналы и помехи в лазерной локации.- М.: Радио и связь.- 1985,- 265 с.

161. Измерение энергетических параметров и характеристик лазерногоизлучения / Сб. статей под ред. А.Ф. Котюка- М.: Радио и связь.- 1981.287 с.

162. Скрипченко Ю.М. Плавучие технические средства и комплексы экологической защиты ресурсов Мирового океана.- СПб.: Изд. ГМТУ,-1999.- 123 с.

163. Белостокский Б.Р. и др. Основы лазерной техники.- М.: советское радио,- 1972.- 405 с.

164. Пахомов И.И. и др. Оптико-электронные квантовые приборы.- М.: Советское радио.- 1982.- 455 с.

165. Глебов Л.Б. и др. Новые представления об оптическом пробое прозрачных диэлектриков // Доклады АН СССР.- 1986.- Т.287, №5.-СЛ114-1118

166. Ефимов О.М. и др. Оптический пробой поверхности стекла К-8, модифицированной ионным обменом // Квантовая электроника.- 1985.-Т.12, №10.-С. 2144-2146

167. Glass A.A., Guenter А.Н. Laser induced damage in optical materials.-Wash.:PP.- 1972.- 545 p.

168. Анисимов С.И., Макшанцев Б.И. Оптический пробой прозрачных сред на поглощающих микронеоднородностях // Физика твердого тела.-1973.- Т.15.- С.1090-1096

169. Данилейко Ю.К. и др. Механизмы оптического пробоя прозрачных диэлектриков // Журнал экспериментальной и теоретической физики.-1970,- Т.58.- С.31-39

170. Гагарин А.П. и др. Влияние поглощающих примесей на оптический пробой прозрачных диэлектриков // Журнал технической физики.-1982.- Т.52, №1.- С. 101-103

171. Кругер М.Я. и др. Справочник конструктора оптико-механических приборов.- 1968.- Л.: Изд. Машиностроение.- 751 с.

172. Трембач В.В. Световые приборы. М.: Высшая школа.- 1990.- 463 с.

173. Глебов Б.Н. и др. Справочник: Светотехника.- Л.: Судостроение.- 208 с.

174. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ.- М.: Изд. Физмат, литература.- 1989.236 с.