Объект научных исследований — море

Чем занимаются и считают ли свою деятельность перспективной, этим «Севастопольская газета» поинтересовалась в отделе дистанционных методов исследования Морского гидрофизического института.

Четверка молодых людей делит небольшой кабинет. У каждого своя тема исследований, свои научные наработки, свое представление о будущем современной науки.

Взгляд со спутника

Алеся Медведева вызвалась рассказать о своих исследованиях первой, сразу показав на открытую на компьютерном мониторе картинку окруженного бирюзой моря Крымского полуострова. А.Медведева недавно выпустилась из аспирантуры и готовится защищать кандидатскую диссертацию.

— Мы исследуем загрязнения, биологические явления, динамические процессы, аномальные или катастрофические случаи и многое другое. С помощью спутниковых сенсоров видим сверху океаны, моря и прибрежные зоны, анализируем и прогнозируем происходящие в них или связанные с ними события. Например, мы наблюдаем за динамическими процессами, такими как вихри, волны, течения. Те же вихри, скажем, могут сильно различаться по размерам — от крохотных до сотен километров в диаметре.

Названные процессы имеют большое значение для жизни морей, океанов и других водоемов — благодаря им происходит непрерывное обновление вод, перенос как питательных веществ (биогенных элементов), так и загрязняющих.

— На спутниковых снимках мы также обнаруживаем случаи загрязнения прибрежных зон — самых уязвимых районов морей. Именно они наиболее биопродуктивны, и при негативном воздействии страдают и морские сообщества, и сам человек: заболевают и гибнут морские обитатели, ухудшается состояние вод, снижается рекреационный потенциал этих зон. Плохо влияет непродуманное и несогласованное строительство прибрежных объектов — гостиниц, молов и иных, из-за которых пляжи разрушаются или вовсе исчезают. Такие изменения мы тоже можем наблюдать: совмещаем спутниковые снимки прибрежной зоны за разные годы и оцениваем трансформацию береговой линии, — объяснила А. Медведева.

Исследования ученых охватывают вопросы, связанные с влиянием ветра, изменениями температуры поверхности, развитием фитопланктона. Некоторые виды, как, например, цианобактерии, при массовом развитии несут угрозу для жизни морских обитателей из-за выделяемых токсинов. Экстремальные цветения цианобактерий нередко сопровождаются гибелью рыб, птиц, млекопитающих, и даже человек может получить серьезное отравление. Черное и Азовское моря тоже подвержены такому риску – нередко в отдельных районах этих акваторий ученые регистрировали интенсивные цветения цианобактерий.

Спутниковые снимки помогают ученым проанализировать техногенные и природные катастрофы. Например, сильнейшее наводнение в Крымске 2012 года было связано с развитием небольшого атмосферного циклона над перегретым Азовским морем. Испарение влаги с поверхности моря способствовало долгому существованию этого циклона практически на одном месте и также аномально большому количеству осадков. Подобные циклоны — относительно небольшие по диаметру, но являющиеся источником обильных ливней — периодически формируются и вблизи Крыма.

На вопрос, не грозят ли полуострову природные катаклизмы в ближайшее время, А.Медведева успокоила. Правда, добавила, что малые атмосферные циклоны плохо предсказуемы.

Опасные цианобактерии

Надежда Василенко исследует Азовское море, также учась в аспирантуре. Она проводит исследования по данным со спутников в оптическом диапазоне. Девушка утверждает, что ее особый интерес к Азовскому морю связан с его высокой биопродуктивностью и биоразнообразием.

— Мое внимание сфокусировано на явлении аномального цветения Азовского моря, в том числе цианобактерий, а еще на происходящих там сгонно-нагонных явлениях и проявлении водообмена с Черным морем, — рассказала Н.Василенко.

Она объяснила, что в мелком и интенсивно прогреваемом Азовском море цветение цианобактерий выражено особенно ярко. В отдельные годы такие цветения достигают экстремальных масштабов, что может представлять угрозу для нормального функционирования экосистемы акватории. В первую очередь эта опасность связана со способностью некоторых видов цианобактерий выделять токсины в окружающие воды.

— Мы пытаемся понять причину таких явлений и установить их закономерность, в дальнейшем же должны сообщить о существующей проблеме, обратить на нее внимание, предупредить о возможных последствиях, — поделилась с редакцией Н.Василенко.

Девушка надеется, что проводимые ею исследования лягут в основу ее будущей диссертации.

Беспилотники, как метод исследования

В момент нашего разговора аспирант Борис Новиков вернулся с международной научной конференции, которая в первой половине ноября прошла в Московском институте космических исследований РАН. Он представил на секции по современным исследованиям океанов и ледяного покрова морей доклад, в котором рассказал, как можно измерить скорость плюма (вынесенный в море речной поток) реки Бельбек по данным оптической съемки с беспилотника. Молодой ученый разработал метод, позволяющий оценить скорость плюма с учетом направления движения преобладающих ветровых волн.

— Такая съемка может показать, сколько наносов река отправляет в море, а, значит, позволяет определить, где берег будет расти, а где разрушаться, — объяснил Б.Новиков.

По результатам доклада молодой человек получил диплом третьей степени и даже вознаграждение в сумме семи тысяч рублей.

— Сейчас мы изучаем очень интересные и красивые физические явления с использованием беспилотных летательных аппаратов. Изучаем внутренние волны и их влияние на береговую линию, что весьма актуально для Севастопольской зоны, поскольку у нас в некоторых районах отступление берега доходит до двух метров за сезон. Если мы поймем, как правильно ухаживать за севастопольским берегом, то это будет научно-практическое решение многих стоящих перед городом задач, в том числе по развитию береговой инфраструктуры. Думаю, в этом заинтересованы не только жители города, но и представители государственной власти, — сказал Б. Новиков.

Бенгельский апвеллинг

Владимир Павлушин занимается масштабными апвеллинговыми явлениями в Мировом океане также с использованием спутника. Напомним, что апвеллинг — это процесс сгона воды вдоль западного побережья материков. В Черном море также наблюдается это явление, однако не в таких масштабах, как на западном побережье Африки, например, в Намибии, одном из самых промысловых районов. Именно там проходит Бенгельское течение, которое требует подробного изучения.

— Меня интересует более промышленная направленность, связанная с тем, что подъем насыщенных фитопланктоном вод с морских глубин означает большую насыщенность рыбой. Большая площадь подъема воды означает больший вылов рыбы, — пояснил В.Павлушин. И тут же добавил, что тему выбрал не случайно — он учился в Академии водного транспорта. Молодой человек говорит, что разработал свой метод, основываясь на показателе разности температур. Правда, пока этот метод нельзя считать точным без фактора солености, которая менее зависит от прогрева.

— Технические возможности получать данные по солености стали доступны только с 2015 года. Это малый период, чтобы делать какие-либо выводы. Это и есть предмет моих продолжающихся исследований, — пояснил В.Павлушин.

Важно отметить, что молодые ученые надеются, что в новых обстоятельствах они не утратят возможность получать необходимое для исследований оборудование, пока же оно, в основном, импортное.