Океанографические и ледовые исследования
Руководитель группы - д.г.н. И.Л. Башмачников
Основной целью работ группы является исследование физических процессов и явлений в океане и ледяном покрове. Районами исследования являются области высоких северных широт, включая Арктику, северную Атлантику и северную часть Тихого океана.
Задачами научной группы являются:
- исследование и анализ универсальных гидрофизических законов изменчивости и региональных особенностей динамики крупномасштабных, мезомасштабных и субмезомасштабных процессов и явлений в океане и ледяном покрове;
- разработка и совершенствование алгоритмов машинного обучения для сегментации характеристик ледяного покрова и выделение опасных ледовых образований по спутниковым данным;
- предоставление вспомогательной гидрометеорологической информации для задач социально-экономического развития Российской Арктики, исторического и оперативного анализа ледовой обстановки с целью повышения эффективности и безопасности морских операций в российских арктических морях.
Основными источниками информации являются базы спутниковых данных, океанические и ледовые реанализы, натурные данные и данные гидродинамического моделирования.
Основными направлениями исследований группы являются:
- Изменчивость ледяного покрова Арктики. В рамках этого направления проводится разработка автоматических методов машинного обучения для определения характеристик и динамики ледяного покрова Арктики (сплоченность и возраст льда, опасные ледовые образования, дрейф льда, сжатия/разряжения ледяного покрова и др.) по всепогодным радиолокационным данным со спутников (ERS, Envisat, Sentinel-1, RADARSAT-2, Метеор и др.) и летательных аппаратов. Результаты разработанных алгоритмов применяются как для научных исследований, так и для оперативных задач.
- Оценка исторических, современных и будущих изменений характеристик океана и ледяного покрова. Это направление объединяет исследования закономерностей, особенностей и причин прошлых, современных и будущих изменений в океане и ледяном покрове субполярных и полярных регионов.
- Изменчивость интенсивности глубокой конвекции и АМОЦ. Климатическая изменчивость Арктики во многом определяется характером ее водообмена с Атлантикой. Возможный сценарий замедления Атлантической меридиональной опрокидывающейся циркуляции (АМОЦ) в обозримом будущем может привести к кардинальной смене климатических тенденций с потепления на похолодание. Задачами являются объективная оценка долгопериодной изменчивости АМОЦ, а также определяющих ее механизмов, к которым относится глубокая конвекция в северной Атлантике и Северо-Европейском бассейне.
- Динамика мезомасштабных и субмезомасштабных вихрей. Сложности изучения и прогнозирования климатических изменений в океане во многом определяются тесной связью изменчивости крупномасштабных океанических процессов с процессами меньшего масштаба, прежде всего с вихревой активностью. Задачами этого направления являются разработка алгоритмов автоматического выделения мезомасштабных и субмезомасштабных вихрей в мультиспектральных спутниковых данных и данных наблюдений на базе методов машинного обучения. Исследуется динамика вихрей, их роль в переносе тепла и соли, динамике ледовой кромки и изменении толщины льда в Арктике.
