Исследователи NRL отслеживают изменения в Арктике с помощью звука

Учёные из Исследовательской лаборатории ВМС США (NRL) разработали акустические буи, привязанные ко льду, для мониторинга акустической и океанографической среды в меняющейся Арктике. Эти буи предоставляют критически важные океанографические данные для улучшения возможностей прогнозирования океанических и климатических моделей.

Буи подтвердили теории арктических исследователей о распространении звука и продолжат направлять и проверять теоретические исследования в море Бофорта с марта 2020 по март 2021 года. Они представляют собой практическую альтернативу более традиционным методам акустических и океанографических измерений, обеспечивая мониторинг в реальном времени и оперативные возможности, включая подлёдную акустическую связь и навигацию.

Исследователи начали изучать влияние меняющихся характеристик льда с 2016 года на работу среднечастотных гидролокаторов в современной Арктике. В ходе многочисленных экспедиций, включая эксперимент CANAPE в морях Бофорта и Чукотском, были развёрнуты акустические приборы. Результаты показали, что благоприятная передача звука возможна в холодном и менее солёном слое воды на глубинах 100–200 метров.

"Наша задача в реальном времени — выполнять томографию в океане с помощью буёв", — пояснил Альтан Тургут, исследователь-физик из NRL. "Каждые четыре часа они ассимилируют данные в океанические модели".

Учёные также разработали первую математическую модель для имитации и прогнозирования распространения звука подо льдом — Арктическое параболическое уравнение. "Эта модель точно имитирует взаимодействие звуковых волн с морским льдом, что было сложной вычислительной проблемой", — отметил математик NRL Майкл Коллинз.

Научные данные указывают на продолжающиеся изменения характера арктического морского льда: он становится тоньше, моложе и сокращается со скоростью 13% за десятилетие летом и 3% зимой. "Взаимодействие между океаном и атмосферой усиливается и становится более похожим на условия в более низких широтах", — заключил Тургут, подчеркнув важность акустических измерений нового состава льда для точных прогнозов.