Ученые совершили прорыв в исследовании морских волн, создав уникальный волноизмерительный буй, который в тысячи раз дешевле своих предшественников и при этом не уступает им в точности. Эта разработка может кардинально изменить подход к изучению прибрежной зоны, сделав такие исследования доступными даже для небольших научных групп.
Новый буй, созданный специалистами Морского гидрофизического института РАН, представляет собой компактный прибор, который самостоятельно записывает данные о волнах на карту памяти. В отличие от традиционных дорогостоящих систем, передающих информацию в реальном времени, этот «умный поплавок» не требует сложной электроники и мощных источников питания, что и объясняет его рекордно низкую стоимость.
Главная особенность разработки — использование доступных микродатчиков движения, подобных тем, что устанавливаются в смартфоны. Эти миниатюрные сенсоры способны точно улавливать малейшие колебания морской поверхности, повороты и наклоны буя под воздействием волн.
Семь дней непрерывных испытаний в Черном море стали решающей проверкой для трех одинаковых буев, размещенных разными способами. Один крепился к тяжелому якорю, второй — к якорю с резиновым амортизатором, а третий вообще висел на тросе непосредственно с океанографической платформы. Результаты превзошли ожидания: все три варианта показали отличное совпадение с данными эталонных измерений, несмотря на меняющиеся условия – от полного штиля до волн высотой в метр и ветра скоростью до 15 м/с.
Особенно впечатляет точность измерения высоты волн — погрешность составила всего 5-6 сантиметров, что сравнимо с естественными колебаниями самих волн. Даже периоды и направления волн определялись с высокой точностью, несмотря на сложные условия, когда на море одновременно присутствовали и ветровые волны, и зыбь.
Ученые доказали, что для кратковременных исследований можно обойтись без дорогой эластичной вставки в якорной системе — это особенно важно, когда есть риск потерять оборудование. А необычный способ подвеса буя прямо с платформы открывает новые возможности для методических работ без трудоемких якорных постановок.
Это открытие означает настоящую революцию в прибрежных исследованиях. Теперь ученые могут одновременно размещать десятки таких буев вдоль побережья, создавая детальную картину волновых процессов. Исследования формирования пляжей, прогнозирования береговой эрозии, изучения взаимодействия волн с течениями становятся доступными как никогда ранее.
Новая технология не только демократизирует морские исследования, но и дает ученым уникальную возможность работать с «сырыми» данными непосредственно с датчиков, позволяя гибко настраивать методы анализа под конкретные задачи. Крымская разработка открывает новую эру в изучении моря – эру, когда передовая наука становится доступной и эффективной.
Исследование опубликовано в журнале «Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря»
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
