Гідрооптика

Визначення і загальна характеристика

ГІДРОО́ПТИКА (від гідро… і оптика) — розділ гідрофізики, що вивчає кількісні характеристики фізичних процесів у Світовому океані за їх оптичними властивостями. Перші виміри світлової енергії, що поширюється в море, здійснено наприкінці 19 ст., коли були зроблені фотознімки Середзем. моря. Використання фотоелементів у приладах для мор. оптич. спостережень дало можливість отримати у 30-х рр. 20 ст. перші суттєві результати із розроблення та практич. застосування вимірників яскравості й опромінення. Створення у серед. 20 ст. інтерференцій. фільтрів дозволило різко підвищити спектрал. розрізнювал. здатність мор. вимірюв. приладів і, відповідно, точність вимірів та виявити природу концентрацій речовин у мор. середовищі. Із винаходом лазера стало можливим проводити виміри дистанцій. методами. Виникнення і розвиток Г. обумовлений підвищенням інтересу до вивчення Світ. океану в зв’язку з освоєнням його природ. ресурсів й актуал. завданням їх збереження та дбайливого використання. Нова техніка дозволила збільшити точність вимірів і поширити дослідження в морі на великих акваторіях і до знач. глибин. Використання косм. інформації дистанцій. зондування Землі для дослідження прибереж. вод. шельфу, акваторій бухт і портів, естуаріїв рік, що характеризуються високою динамічністю хім. складу, знач. концентраціями та великою кількістю забруднень, дало новий поштовх гідрооптич. дослідженням і сприяло широкому впровадженню комп’ютер. техніки в обробку матеріалів косм. зйомки; розробці нових алгоритмів інтерпретації зв’язків між випромінюванням моря й перебуванням у водному середовищі розчинених і зважених орган. та мінерал. речовин.

Розсіювання світла чистою водою розглядається як процес молекуляр. розсіювання і (разом із коефіцієнтом переломлення) є показником характеру поширення світла у мор. воді. Показником розсіювання є індикатриса як функція кута розсіювання. Якщо розсіювання світла чистою водою характеризується порівняно малими коливаннями, викликаними тільки змінами температури і тиску, то при наявності зважених часток індикатриса істотно залежить від їхньої концентрації. Встановлено, що показник переломлення більше характеризує солоність, ніж температуру середовища, причому його значення є функцією переважно спектр. складу випромінювання. Орган. і мінерал. суспензії, що містяться у мор. середовищі, по-різному впливають на спектр. оптичні показники, причому переважну роль у спектр. розсіюванні відіграють розміри часток речовини. Гідрооптичні виміри проводять контакт. і безконтакт. методами на мор. стаціонар. платформах і з дослід. суден, а також за допомогою штуч. супутників Землі. У дистанц. дослідженнях визначал. значення має спектр. склад випромінювання моря. Зміна його забарвлення дає змогу встановити наявність або відсутність у водному середовищі речовин природ. чи техноген. походження і їх видовий склад; визначити товщину нафтової плівки; виміряти рівень люмінесценції мікроорганізмів.

В Україні гідрооптичні дослідження проводять Мор. гідрофіз. інститут НАНУ та Інститут біології пд. морів НАНУ (обидва — Севастополь). У створенні апаратури для гідрооптич. досліджень брали участь ЦКБ «Арсенал» та Інститут гідромеханіки НАНУ (Київ). Наук. база для проведення підсупутник. вимірів водного середовища розроблена в Центрі аерокосм. досліджень Землі Інституту геол. наук НАНУ (Київ). Значний внесок у розвиток сучас. Г. зробили Б. Нелєпо та О. Федоровський.

Завантажити статтю