автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Разработка дистанционного лазерного измерителя толщины нефтяных пленок на взволнованной морской поверхности

ВВЕДЕНИЕ.

В.1. Нефтяные загрязнения морей и внутренних водоемов.

В.2. Постановка задачи измерения толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности.

В.З. Основные проблемы дистанционного измерения толщины пленок нефтяных загрязнений морских, озерных и речных акваторий.

В.4. Цели и основные задачи работы.

ГЛАВА 1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНОК НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ.

1.1. Методы измерения толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности.

1.2. Методы измерения толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности, основанные на регистрации экстремумов интенсивности отраженного излучения за период редукции толщины нефтяной пленки.

1.3. Спектрофотометрический метод измерения толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности.

1.4. Фотометрические и поляриметрические методы измерения толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности, основанные на использовании эмпирических зависимостей.

1.5. Метод на основе регистрации флуоресцентного излучения.

1.6. Метод на основе регистрации излучения комбинационного рассеяния.

1.7. Выводы.

ГЛАВА 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИСТАНЦИОННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНОК НЕФТЕПРОДУКТОВ, ОСНОВАННОГО НА ПЕРЕСТРОЙКЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ ЗОНДИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

2.1. Характеристики морской поверхности.

2.2. Оптические характеристики воды и нефти.

2.3. Коэффициент отражения трехслойной системы «воздух - нефтяная пленка - вода».

2.4. Физические основы спектрофотометрического метода измерения толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности.

2.5. Анализ перестраиваемых лазеров для задачи дистанционного измерения толщины пленок нефтепродуктов.

2.6. Выводы.

ГЛАВА 3. МЕТОД КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ТОНКИХ ПЛЕНОК

НЕФТЕПРОДУКТОВ НА МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ.

3.1. Теоретические основы лазерного дистанционного зондирования морской поверхности с нефтяными загрязнениями.

3.2. Метод измерения толщины тонких пленок нефтепродуктов на водной поверхности, основанный на перестройке длины волны зондирующего излучения и аппроксимации зависимости мощности отраженного сигнала от длины волны.

3.3. Комплекс программ для математического моделирования.

3.4. Математическое моделирование метода измерения тонких пленок нефтепродуктов.

3.5. Дистанционный способ измерения толщины пленки на поверхности 73 воды.

3.6. Выводы.

ГЛАВА 4. МЕТОД КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ТОЛСТЫХ ПЛЕНОК

НЕФТЕПРОДУКТОВ НА МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ.

4.1. Особенности измерения толщины толстых пленок нефтепродуктов.

4.2. Методы предварительной обработки данных измерений.

4.2.1. Алгоритм сглаживания, использующий оператор текущего среднего.

4.2.2. Алгоритм сглаживания с помощью кубических сплайнов.

4.2.3. Алгоритм сглаживания, использующий цифровую фильтрацию со специальным выбором спектральной характеристики фильтра.

4.3. Метод измерения толщины толстых пленок нефтепродуктов, основанный на перестройке длины волны зондирующего излучения и анализе положения экстремумов в сглаженной зависимости мощности отраженного сигнала от длины волны.

4.5. Комплекс программ для математического моделирования.

4.6. Математическое моделирование методов измерения толщины толстых пленок нефтепродуктов.

4.7. Выводы.

ГЛАВА 5. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ НЕФТЯНЫХ ПЛЕНОК НА ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ.

5.1. Описание измерительного комплекса.

5.2. Блок излучателя.

5.3. Приемники излучения.

5.4. Программное обеспечение измерительного комплекса.

5.5. Методика измерений.

5.6. Результаты экспериментальных исследований.

5.7. Энергетический расчет самолетного варианта измерительного комплекса для контроля толщины нефтяных пленок на водной поверхности.

5.8. Выводы.

В.1. Нефтяные загрязнения морей и внутренних водоемов

Среди веществ, загрязняющих океаны, моря, озера и реки земли, одно из первых мест принадлежит нефти и продуктам ее переработки. Они являются одними из наиболее серьезных источников загрязнений вод [1-10].

Количество поступающих в Мировой океан нефтепродуктов по разным источникам оценивается в 5-10 млн. тонн ежегодно [8,9].

Еще сравнительно недавно высказывалось мнение о том, что из-за грандиозности объема Мирового океана (1,4-103 км3 при средней глубине 3800 м) нет особых оснований беспокоиться о чистоте его вод, а сама проблема распадается на решение ряда локальных задач, не выходящих за рамки отдельных прибрежных государств. Сейчас эти представления подвергнуты радикальному пересмотру на основе большого фактического материала, накопленного исследователями во многих странах мира. С помощью современных методов анализа в пробах морской воды и морских организмах, удается обнаружить многие следы человеческой деятельности, включая нефть и нефтепродукты практически в любой точке Мирового океана от Арктики до Антарктики.

Сравнительная оценка токсического воздействия основных компонентов загрязнения морской среды показывает, что наибольшую опасность для морских экосистем и биоресурсов представляет именно нефтяное загрязнение, поскольку объем нефти и нефтепродуктов, поступающих в океан, более чем на порядок превосходит поступление остальных токсикантов, вместе взятых.

Углеводороды нефти относятся к токсикантам глобальной распространенности. Их присутствие не только многократно регистрировалось в морской воде и гидробионтах, но в некоторых районах (например, в Северной Атлантике) поле нефтяного загрязнения стало практически непрерывным.

Формы нахождения, поведение нефти в морской среде и ее влияние на морские экосистемы очень сложны, многообразны и динамичны из-за многокомпонентности нефти.

Площадь водной поверхности, которая испытывает последствия нефтяного загрязнения весьма велика, так как одна тонна нефти нарушает естественно протекающие процессы на акватории площадью порядка 2.4 км [8,9].

Все виды нефтепродуктов, отличаясь друг от друга по степени ядовитости, активно абсорбируют различные химические вещества, особенно ядохимикаты. Это приводит к росту содержания вредных химических веществ в различных биологических продуктах моря, часть из которых используется как пищевые.

Нефтепродукты представляют серьезную опасность для морских организмов. С эколого-токсикологической точки зрения нефть представляет собой групповой токсикант неспецифического действия [1].

Особенно актуальна проблема загрязнения нефтепродуктами прибрежных зон морей [1-4,6,7].

Одним из основных источников нефтяных загрязнений морской среды является морской транспорт. Огромное количество нефти попадает в моря и океаны из-за аварий судов, в первую очередь танкеров. В 2000 г. объем танкерных перевозок сырой нефти и нефтепродуктов достиг 1 млрд. т в год. Современные супертанкеры - огромные суда, которые зачастую не обладают достаточной прочностью. Поэтому, аварий танкеров, особенно во время штормов, по-видимому, не избежать. Так, например, при катастрофе с танкера «Амоко Кадис» в 1978 г. у берегов Бретани в море вылилось 200 тыс. т. нефти, а при аварии танкера «Глобе Амиси» в порту Клайпеда вылилось 16 тыс. т мазута, и загрязненными оказались не только акватории порта, но и побережье Литвы и Латвии [1,9]. В 1989 г. на акватории Архангельского порта при посадке на мель и повреждении корпуса нефтеналивной баржи произошел разлив 30,8 т дизельного топлива [7]. В 1993 г. при аварии с танкером «Вгаег» произошел разлив 85 тыс. т нефти [1]. При подобных катастрофах и авариях на морской поверхности образуются сплошные поля из разлившихся нефтепродуктов.

Другим основным источником нефтяных загрязнений морской среды является речной сток. Он собирает нефтяные загрязнения от различных объектов, расположенных далеко от моря, и содержит нефтепродукты во всем многообразии их видов.

Источником нефтяных загрязнений вод является также береговая промышленность и в первую очередь нефтеперерабатывающие заводы. Хотя сточные воды промышленных предприятий очищаются в различных очистных сооружениях, полной очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов достичь не удается. Так, в течение 1991 г. со сточными водами предприятий городов Владивосток и Находка залив Петра Великого Японского моря принял 400 т нефти и нефтепродуктов [7]. Одной из причин загрязнения вод нефтепродуктами является их попадание в дренажные воды, смыв ливневыми стоками с территорий городов и промышленных предприятий. Эти загрязнения локализуются в основном в прибрежных зонах морей и содержат нефтепродукты в эмульгированном, растворенном и пленочном виде [1,9].

Еще один источник нефтяных загрязнений вод - утечки при авариях на нефтепроводах. Наиболее уязвимая часть магистральных нефтепроводов -переходы через реки, каналы, озера и водохранилища. Особенно актуальна эта проблема в России. Статистика закономерно связывает увеличение аварийных ситуаций на магистральных трубопроводах с их возрастом. Наиболее крупная утечка нефти произошла в России в 1993 г. на магистральном трубопроводе диаметром 1020 мм в районе г. Ангарска Иркутской области, в результате которой вытекло 20 000 т нефти. Значительная часть нефти попала в приток Ангары реку Унгу.

В последние годы в спектре хозяйственной деятельности на океанах и морях все большее значение приобретает добыча нефти. Большинство известных месторождений нефти и газа тяготеет к прибрежным и шельфовым зонам на глубинах до 400-500 м.

В настоящее время насчитывается около 7 тысяч нефтяных платформ и вышек в шельфовой зоне более 50 стран [1]. Некоторые из этих сооружений имеют длину подводных свай до 300 м и полную высоту до 400 м.

Аварии были и остаются неизбежным спутником промышленной эксплуатации нефтегазовых месторождений [1]. Статистика аварийных ситуаций внушительна. Поэтому все больше появляется исследований эволюции нефтяных аварийных выбросов нефтепродуктов в различных районах нефтепромыслов [1,3,11-13]. Хотя в последние годы их частота и тяжесть последствий заметно снизились, не следует забывать о возможных экологических катастрофах. В качестве примера можно привести длительное фонтанирование нефти после взрыва буровой установки 3 июня 1978 г. в Мексиканском заливе. В результате аварии по поверхности залива разлилось более 400 тыс. т нефти [8].

Разветвленные системы подводных трубопроводов протяженностью в сотни и тысячи километров для перекачки углеводородов также относятся к числу существенных факторов экологического риска на морских нефтепромыслах, уступая в этом отношении лишь танкерным перевозкам [=1]. Протяженность подводных трубопроводов на шельфе для перекачки углеводородов превышает сейчас 100 тыс. км. Только на дне Северного моря в 1998 г. общая длина магистральных и промысловых трубопроводов составила 9670 км, а морской трубопровод от шельфа Норвегии до Франции имеет протяженность 840 км. Причины повреждения трубопроводов могут быть самыми разными - от дефектов материала и коррозии труб до эрозии грунта, тектонических сдвигов на дне и воздействия судовых цепей и донных тралов. Одна из крупных аварий подводных нефтепроводов произошла в 1990 г. у берегов штата Нью-Джерси в США, где из-за повреждения подводного нефтепровода в прибрежные воды вылилось около 2 тыс. т сырой нефти.

Бесспорно, существует также риск повреждения подводных хранилищ нефтепродуктов и утечек их содержимого. Так, в 1988 г. произошел разлив 1200 т сырой нефти в результате отрыва во время шторма одного из подводных хранилищ нефти в Северном море.

Мировая статистика разливов нефти в море показывает, что около 40% от общих объемов всех разливов нефти в море связано с авариями танкеров, 27% -с перекачкой по трубопроводам, 16% - с потерями при хранении нефти и менее 0,5% - за счет разливов при буровых работах [1]. Таким образом, риск аварийных ситуаций наиболее высок при танкерных перевозках нефти. Вероятность крупных разливов нефти (более 150 т) при транспортировке по трубам и при хранении существенно ниже, а вероятность потерь нефти за счет неконтролируемых разливов при буровых работах меньше на несколько порядков.

Проблема загрязнения нефтепродуктами является важной, конечно, не только для морей и океанов, но и для рек, озер и других внутренних водоемов. Естественно, что они наиболее загрязнены в регионах добычи нефти, районах сосредоточения промышленности и городов. В России в наиболее неблагоприятных условиях находятся бассейны рек Енисея, Волги и Оби, где в отдельных местах концентрация нефтепродуктов превышает 1 мг/л. В р. Москва и ее притоках содержание нефтепродуктов выше ПДК (предельно допустимой концентрации) от 1,5 до 22 раз. Причем максимум содержания нефтепродуктов в реке Москва достигается на выходе из г. Москва (0,21 мг/л) И

В.2. Постановка задачи измерения толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности

При разливе нефтепродуктов (например, при авариях на нефтеналивных судах, хранилищах нефти, нефтепроводах, пунктах заправки и перекачки топлива и т.п.) они достаточно быстро растекаются под действием силы тяжести и поверхностного натяжения, увеличивая свою площадь и образуя пятно загрязнения на водной поверхности.

Пролитая нефть существует на поверхности воды в виде пленки в течение длительного времени. Сразу после разлива толщина слоя нефти составляет несколько сантиметров. По прошествии некоторого времени толщина уменьшается до 1-0,1 мм. Считают, что растекание под действием поверхностного натяжения прекращается при толщине пленки 20-30 мкм [14]. Эта толщина другими авторами оценивается в зависимости от сорта нефти в пределах от 4 до 100 мкм [3].

Необходимо, однако, отметить, что имеются многочисленные результаты измерений (самыми различными методами) толщины пленок различных сортов нефти и нефтепродуктов, как в натурных, так и в лабораторных условиях [8, 15, 15, 17, 18], в которых была получена гораздо меньшая, чем 4 мкм толщина пленок нефтепродуктов. Например, толщина пленки менее 1 мкм для бензина, 0,1-2 мкм для нефти и 0,2 - 3 мкм для мазута.

Толщина пленки нефти или нефтепродуктов является одним из основных параметров, характеризующих при аварийном разливе пятно нефтяного загрязнения на водной поверхности.

Вместе с информацией о площади и распределении нефтяного загрязнения, информация о толщине пленки нефти позволяет оценить объем пролитой нефти и его эволюцию во времени, прогнозировать экологические последствия разлива нефтепродуктов (например, очень важна оценка вероятности выноса нефтяного загрязнения на берег), определить срочность и важность аварийных работ, оценить объем (деньги, техника, люди) и сроки необходимых мероприятий по ликвидации разлива нефти и его последствий.

Оперативная информация об объеме разлитой нефти позволяет провести мероприятия по ликвидации последствий аварийных разливов на ранней стадии и с наименьшими затратами.

В.З. Основные проблемы дистанционного измерения толщины пленок нефтяных загрязнений морских, озерных и речных акваторий

Для организации работ по ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов необходима объективная информация о толщине пленки нефтяного загрязнения, которая позволяет оценить объем разлитой нефти, прогнозировать экологические последствия разлива, оценить объем и сроки необходимых мероприятий по ликвидации разлива нефти.

Для решения задачи измерения толщины пленки нефтяного загрязнения необходимы приборы, позволяющие дистанционно, например, с авиационного носителя, оперативно и с высокой точностью определять толщину пленок нефтепродуктов на водной поверхности. Портативные варианты таких приборов могут применяться также при неконтактом контроле толщины пленок нефтепродуктов в очистных сооружениях, акваториях портов и т.п.

Работы по разработке методов обнаружения и измерения толщины нефтяных пленок и созданию измерительного оборудования проводились в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете, Государственном оптическом институте, Институте океанологии, ¿Московском физико-техническом институте, Институте оптики атмосферы сибирского отделения РАН, МГТУ им. Баумана и других.

Наиболее перспективными методами измерения толщины пленки являются спектрофотометрический и метод на основе регистрации излучения флуоресценции. Спектрофотометрический метод более предпочтителен из-за своей простоты и дешевизны. Он основан на перестройке длины волны зондирующего излучения оптического диапазона и позволяют проводить измерение толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности дистанционно.

Однако задача измерения толщины пленки спектрофотометрическим методом до конца не решена.

Основными проблемами при измерении толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности спектрофотометрическим методом являются:

- невозможность измерения толщины тонких пленок, когда число экстремумов в измеренной спектральной зависимости коэффициента отражения от системы «воздух - пленка - вода» становится меньше двух;

- большое влияние на результаты измерений шумов и флуктуаций сигналов, особенно для толстых пленок с толщиной на порядок и более превышающей длины волн зондирующего излучения;

В.4. Цели и основные задачи работы

Целью работы является разработка дистанционного лазерного измерителя толщины нефтяных пленок на морской поверхности.

Основные задачи работы:

1. Обоснование использования спектрофотометрического метода для измерения толщины пленок нефтепродуктов на случайно неровной водной поверхности.

2. Разработка дистанционных лазерных методов, позволяющих проводить измерение тонких пленок нефтепродуктов (с толщиной сравнимой или меньше длин волн зондирования) и толстых пленок нефтепродуктов (с толщиной на порядок и более превышающей длины волн зондирования).

3. Создание алгоритмов и программ, позволяющих проводить измерения толщины пленок нефтепродуктов на морской поверхности в автоматизированном режиме.

4. Создание макета измерительного комплекса для контроля толщины нефтяных пленок на водной поверхности.

5. Проведение экспериментальных исследований с целью проверки работоспособности измерительного комплекса и апробации разработанных методов и алгоритмов.

Основные результаты работы:

1. Проведено обоснование использования спектрофотометрического метода для измерения толщины пленок нефтепродуктов на случайно неровной водной поверхности.

2. Разработаны методы дистанционного измерения толщины пленок нефтепродуктов на морской поверхности, основанные на использовании лазера с перестраиваемой длиной волны излучения.

Метод измерения толщины тонких пленок нефтепродуктов с толщиной порядка и меньше длин волн зондирующего излучения использует аппроксимацию измеренной зависимости мощности отраженного сигнала некоторой заданной функцией. Он может быть использован и для измерения пленок с толщиной большей длин волн зондирующего излучения. Разработанный метод обеспечивает точность определения толщины пленок нефти единицы процентов и менее даже при относительном среднеквадратичном значении шума измерения порядка 40%. Диапазон измеряемой толщины 0.1 мкм — 165 мкм при относительном среднеквадратичном значении шума измерения 10%.

Метод измерения толщины толстых пленок нефтепродуктов с толщиной на порядок и более превышающей длины волн зондирующего излучения использует предварительное сглаживание и анализ положения экстремумов зависимости мощности принятого сигнала от длины волны зондирования. Разработанный метод обеспечивает точность определения толщины пленок нефти не хуже единиц процентов при относительном среднеквадратичном значении шума измерения 10%. Диапазон измеряемой толщины 25 мкм - 220 мкм при относительном среднеквадратичном значении шума измерения 10%.

3. Разработан и создан макет измерительного комплекса для контроля толщины нефтяных пленок на водной поверхности. Особенностью созданного комплекса является использование разработанных методов определения толщины пленок и сопряжение его с персональным компьютером, оснащенным специально разработанным программным обеспечением. В качестве источника излучения измерительный комплекс содержит перестраиваемый С02 лазер.

Создано программное обеспечение измерительного комплекса, позволяющее в автоматизированном режиме проводить измерения толщины нефтяных пленок на водной поверхности включая, управление процессом измерения, определение толщины пленок по результатам спектральных измерений и автоматизацию процесса измерения, что обеспечивает высокую оперативность проведения анализа (единицы секунд).

4. На созданном макете измерительного комплекса проведены экспериментальные исследования с целью проверки его работоспособности и апробации разработанных методов и алгоритмов.

Результаты экспериментальных исследований показывают, что в лабораторных условиях разработанные методы позволяют определять толщину пленки нефтепродукта на водной поверхности с точность 10-20%.

Научная новизна работы:

1. Разработаны новые методы дистанционного измерения толщины пленок нефтепродуктов на морской поверхности, основанные на перестройки длины волны зондирующего излучения. Методы позволяют проводить измерения тонких пленок нефтепродуктов (с толщиной сравнимой или меньшей минимальной длины волны зондирования) и толстых пленок нефтепродуктов (с толщиной на порядок и более превышающей максимальную длину волны зондирования).

2. Создан макет измерительного комплекса для контроля толщины нефтяных пленок на водной поверхности на основе перестраиваемого С02 лазера, со специальным программным обеспечением, позволяющим оперативно и с высокой точностью проводить измерения толщины пленок нефтепродуктов.

3. Проведены экспериментальные исследования по измерению толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности с использованием разработанных методов и созданного измерительного комплекса.

Результаты диссертационной работы нашли практическое применение при выполнении научно-исследовательских работ по темам «Саламандра МГТУ-Т», «Барний», «Стежок», «Синергетика ГКНО» и 8 госбюджетных НИР.

По результатам диссертационной работы было получено два патента РФ, опубликовано 6 научных статьи и 15 тезисов докладов.

Результаты диссертации докладывались на 13 российских и международных конференциях и симпозиумах: I-VI Научно технических конференциях «Медико-технические технологии на страже здоровья» (Геленджик 1999-2001, Анталия 2002, Шарм Эль Шейх 2003); X, XI Международных научно-технических конференциях «Лазеры в науке, технике,-медицине» (Сочи 1999, 2000), VIII-XI Joint International symposium «Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics» (Irkutsk 2001, Tomsk 2002,. 2003, 2004), Шестой международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» (Владимир 2004), Международном симпозиуме «Образование через науку» (Москва, 2005).

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Патин С.А. Нефть и экология континентального шельфа М.: ВНИРО, 2001.-247 с.

2. Техногенное загрязнение природных вод и его экологические последствия / В.М. Гольдберг, В.П. Зверев, А.И. Арбузов и др. М.: Наука, 2001. -125 с.

3. Матишев Г.Г., Никитин Б. А., Сочнев О .Я. Экологическая безопасность и мониторинг при освоении месторождений углеводородов на арктическом шельфе М.: Газоил пресс, 2001. - 232 с.

4. Проблемы и методы экологического мониторинга морей и прибрежных зон западной Арктики / Г.Г. Матишев, В.В. Денисов, С.Л. Дженюк, Г.А. и др. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2001. — 278 с.

5. Алешин И.В. Экологический мониторинг Мирового океана СПб.: Изд-во СПГМТУ, 1997.-76 с.

6. Современное состояние прибрежных экосистем морей Российской Федерации / Ю.А. Израэль, A.B. Цыбань, Г.В. Панов и др. // Метеорология:; и гидрология. 1995. -N9. - С. 6-21.

7. Ляхин Ю.И. Современное экологическое состояние морей СНГ СПб.: Изд-во РГГМИ, 1994. - 143 с.

8. Оптико-физические средства исследования океана // Под ред. Е.Г.Пащенко. Л.: Судостроение, 1984. - 264 с.

9. Нестерова Н.П. Методы борьбы с нефтяными загрязнениями // Вестник АН СССР. 1984. -N10. - С. 39-46.

10. Врагов A.B. Методы обнаружения, оценки и ликвидации аварийных разливов нефти Новосибирск: Новосибирский государственный университет, 2002. - 224 с.

11. Коротенко К.А., Мамедов P.M. Моделирование процесса распространения пятен нефти в прибрежной зоне Каспийского моря // Океанология. 2001. -Т.41, N1. С. 42-52.

12. Гузенко Р.Б. Моделирование нефтяного загрязнения морских вод и льдов Арктики и оценка влияния нефтепродуктов на таяние и ледообразование: Автореф. дис. .канд. геогр. наук. СПб., 2002. - 23 с.

13. Коротенко К.А., Дитрих Д.Е., Боуман М. Дж. Моделирование циркуляции и переноса нефтяных пятен в Черном море // Океанология. 2003. - Т.43, N4.-С. 504-515.

14. Монин А.С., Красницкий В.П. Явления на поверхности океана JL: Гидрометеоиздат, 1985.-375 с.

15. Шевелева Т.Ю. Интерференционные методы обнаружения и измерения толщины нефтяной пленки на море // Оптика моря и атмосферы. JL: ГОИ, 1988.-С. 443-444.

16. Performance evaluation of UV sources for lidar fluorescencing of oil films / P. Burlamacchi, G. Cecchi, P. Mazzinghi et al. // Applied Optics. 1983. -V.22,N1.-P. 48-53.

17. Дистанционное измерение толщины пленки нефтепродуктов на поверхности воды с использованием эксимерного лазера / А.П. Жевлаков,, Д.О. Лещенко, С.А. Пакконен и др. // Известия Академии наук. Серия физическая. 1994. - Т.58, N2. - С. 175-179.

18. Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование М.: Мир, 1987.- 550 с.

19. А.с. 1010461 СССР, МКИ G01B11/06. Способ измерения толщины нефтяной пленки на поверхности воды (его варианты) / Т.Ю. Шевелева, Н.Б. Леус, В.И. Леус. N336566/25-28; Заявл. 11.12.81; Опубл. 07.04.83, Бюл. N13. - 4 е.: ил.

20. Шевелева Т.Ю., Леус Н.Б. Оптический метод контроля процесса очистки нефтесодержащих вод // Оптика моря и атмосферы. Л.: ГОИ, 1988. - С. 255.

21. Патент 4184363 США, МКИ C01N033/18. Method of and apparatus for measuring the thickness of one liquid overlying another / Vassilev et al. — N905548; Заявл. 12.05.78; Опубл. 07.04.80.-3 с.

22. A.c. 1052857 СССР, МКИ G01B11/06. Способ дистанционного контроля толщины нефтяной пленки на поверхности воды / Т.Ю. Шевелева, Б.В. Котов, Н.М. Агаларова. N3475104/25-08; Заявл. 26.07.82; Опубл. 07.11.83, Бюл. N41.-4 е.: ил.

23. A.c. 1322086 СССР, МКИ G01B11/06. Способ дистанционного измерения толщины нефтяной пленки на поверхности водоема / Т.Ю. Шевелева, Н.Б. Леус. N4062905/24-28; Заявл. 28.04.86; Опубл. 07.07.87, Бюл. N25. - 3 е.: ил.

24. A.c. 1126811 СССР, МКИ G01B11/06. Способ дистанционного измерения толщины нефтяной пленки на воде / Т.Ю. Шевелева, A.A. Бузников, Б.В. Котов. N3630194/25-28; Заявл. 05.08.83; Опубл. 30.11.84, Бюл. N44. -4 е.: ил.

25. Шевелева Т.Ю. Способ дистанционного измерения толщины нефтяной пленки в море // Оптика моря и атмосферы. JL: ГОИ, 1984. - С. 254.

26. Крылова Т.Н. Интерференционные покрытия. Оптические свойства и методы исследования JL: Машиностроение, 1973. - 224 с.

27. Патент 4645349 США, МКИ С01В11/06. Method of measuring film thickness / H. Tabata. -N732709; Заявл. 10.05.85; Опубл. 07.04.86. 7 с.

28. Патент 3-57407 (Япония). Устройство для автоматического измерения толщины пленки // РЖ Изобретения стран мира. 1993. - вып.82, N3. -С. 45.

29. Зурабян А.З. Оптический метод дистанционного измерения толщины нефтяной пленки на поверхности водоема // Оптический журнал. 1998.-T.65,N11. - С. 67-70.

30. A.c. 1059419 СССР, МКИ G01B11/06. Бесконтактный способ измерения толщины нефтяной пленки на поверхности водоемов / Т.Ю. Шевелева, В.И. Якименко, В.А. Прянишников. N3393979/25-28; Заявл. 12.02.82; Опубл. 07.12.83, Бюл. N45. - 3 е.: ил.

31. A.c. 1350490 СССР, МКИ G01B11/06. Устройство для дистанционногоизмерения толщины пленки нефти на поверхности водоемов // Г.А. Лахтанов, А.П. Пиотровская, В.Е. Чуров. N4112476/24-28; Заявл. 28.05.86; Опубл. 07.11.87, Бюл. N41. - 4 с.: ил.

32. Спектрополяриметрия тонких пленок на поверхности моря / Г.А. Лахтанов, В.Е. Чуров, В.В. Татаринов и др. // Оптика моря и атмосферы. -Л.: ГОИ, 1988. С. 421-422.

33. Богородский В.В., Кропоткин М.А. Методы и средства дистанционного обнаружения нефтяных загрязнений вод. Активные методы обнаружения // Водные ресурсы. 1984. - N5. - С.115-124.

34. Oil in the Sea Washington, D.C.: National Academy Press, 1985. - 588 p.

35. A laser fluorosensor for airborne measurements of marine pollution and hydrographic parameters / T. Hengstermann, K.D. Loquay, R. Reuter et al. // EARSeL Advances in remote sensing. 1992. - V.l, N2. - P. 85-90.

36. Карабашев Г.С. Флуоресцентные методы в исследованиях и освоении океана// Океанология. 1996. - Т.36, N2. - С. 165-172.

37. Fluorescence diagnostics of oil pollution in coastal marine waters , by use of. artificial neural network / T.A. Dolenko, V.V. Fadeev, I.V. Gerdova et al. // Applied Optics. 2002. - V.41, N24. - P. 5155-5166.

38. Патент 5889683 США, МКИ C01J033/32. Method and apparatus for continuous oil monitoring and treatment / Ismail et al. — N635709; Заявл. 22.04.96; Опубл. 30.03.99. 10 с.

39. Sato Т. Laser radar for remote detection of oil spills // Applied Optics.- 1978. -V.l7, N23. P. 3798-3803.

40. Rayner D.M., Szabo A.G. Time-resolved laser fluorosensors: a laboratory study of their potential in the remote characterization of oil // Applied Optics. 1978. -V.17, N10. - P. 1624-1630.

41. О применении лазерной локации для определения загрязнения поверхности моря нефтепродуктами / О.И. Абрамов, В.И. Еремин, Г.Г. Карлсен и др. // Оптические методы изучения океанов и внутреннихводоемов. Новосибирск: Наука, 1979. - С. 184-187.

42. Visser Н. Teledetection of the thickness of oil films on polluted water based on the oil fluorescence properties // Applied Optics. 1979. V.18, N11. - P. 17461749.

43. Hoge F.E., Swift R.N. Oil film thickness measurement using airborne laser-induced water Raman backscatter // Applied Optics. 1980. - V.19, N19. - P. 3269-3281.

44. O'Neil R.A., Buja-Bijunas L., Rayner D.M. Field performance of a laser fluorosensor for the detection of oil spills // Applied Optics. 1980. - V.19, N6. - P. 863-870.

45. Hoge F.E., Swift R.N. Experimental feasibility of the airborne measurement of absolute oil fluorescence spectral conversion efficiency // Applied Optics. -1983.-V.22,N1.-P. 37-47.

46. Knoll J.S. Visible fluorescence from ultraviolet excited crude oil // Applied" Optics. 1985. - V.24, N14. - P. 2121-2123.

47. Hengstermann Т., Reuter R. Lidar fluorosensing of mineral oil spills on sea. surface // Applied Optics. 1990. - V.29, N22. - P. 3218-3227.

48. Bunkin A., Voliak K. Laser remote sensing of the ocean: method and applications New York: John Wiley & Sons, 2001. - 236 p.

49. Муламаа Ю.-А.Р. Атлас оптических характеристик взволнованной поверхности моря Тарту: ИФА АН ЭССР, 1964. - 384 с.

50. Смирнов Г.Н. Океанология (в инженерном изложении) М.: Высшая школа, 1974.-342 с.

51. Иванов А.П. Физические основы гидрооптики Минск: Наука и техника, 1975.-503 с.

52. Сох С., Munk W. Measurement of the roughness of the sea surface from photographs of the sun's glitter// J.O.S.A. 1954. - V.44, N11. - P. 838-850.

53. Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности М.: Наука, 1972. - 424 с.

54. Tsai B.M., Gardner C.S. Remote sensing of sea state using laser altimeter // Appl. Optics. 1982. - V.21, N21. - P. 3932-3940.

55. Гуревич И.Я., Шифрин K.C. Отражение видимого и ИК излучения нефтяными пленками на море // Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. Новосибирск: Наука, 1979. - С. 166-176.

56. Борн М., Вольф Э. Основы оптики М.: Наука, 1973. - 719 с.

57. Гардашов Р.Г., Гуревич И .Я., Шифрин К.С. Отражение оптического излучения от взволнованной морской поверхности, покрытой нефтяной пленкой // Оптика атмосферы и океана. Баку: ЭЛМ, 1983. - С. 33-44.

58. Сох С., Munk W. Slopes of the sea surface deduced from photographs of sun glitter // Scripps. Inst. Oceanography. Bull. 1956. - V.6, N9. - P. 401-488.

59. Зверев П.Е., Голяев M.A. Лазеры на кристаллах М.: Радио и связь, 1992. -178 с.

60. Лазерные источники излучения. Твердотельные лазеры М.: Научно-технический информационно-учебный центр Лазерной ассоциации, 2004. -54 с.

61. Pati В., Borysow J. Single-mode tunable Ti: sapphire laser over a wide frequency range // Applied Optics. 1997. - V.36, N36. - P. 9337 - 9341.

62. Тырышкин И.С., Иванов H.A., Хулугуров B.M. Узкополосный перестраиваемый лазер на александрите с пассивной модуляцией добротности // Квантовая электроника. 1998. - N6. - С. 505 - 506.

63. Минков Б.И., Назаренко П.Н., Ставров А.А. Твердотельный перестраиваемый лазер с преобразователем на форстерите // Квантовая электроника. 1994. - N9. - С. 821 - 823.

64. Воробьев Н.С., Коноплев О.А. Двухчастотный перестраиваемый лазер на основе электрооптической обратной связи // Квантовая электроника. -1991.- N5.- С. 576-578.

65. CW and tunable laser operation of Yb3+ doped CaF2 / V. Petit, J.L. Doualan, P. Camy et al. // Appl. Phys. 2004. - V.78, - P. 681 - 684.

66. Tunable green laser source based on frequency mixing of pump and laser radiation from a Nd:YV04 crystal operating at 1342 nm with a intracavity KTP crystal / D. Jaque, J J. Romero, Y. Huang et al. // Applied Optics. 2002. -V.41, N30. - P. 6394-6398.

67. Левшин Л.В., Салецкий A.M. Лазеры на основе сложных органических соединений М.: МГУ, 1992. - 330 с.

68. Анохов С.П., Марусий Т.Я., Самохин М.С. Перестраиваемые лазеры М.: Радио и связь, 1982. - 261 с.

69. Перестраиваемые лазеры на красителях и их применение / С.М. Копылов, Б.Г. Лысой, С.Л. Серегин и др. -М.: Радио и связь, 1991. 214 с.

70. Лазерные источники излучения. Газовые лазеры и лазеры на красителях -М.: Научно-технический информационно-учебный центр Лазерной ассоциации, 2004. 60 с.

71. Ahamed М. В., Palanisamy Р.К. Tunable picosecond transfer distributed feedback dye laser using Rhodamine 6G and Thionine dye mixture // Optical and Quantum Electronics. 1999. - V.31. - P. 35-41.

72. Кострица С. А., Мишин B.A. Перестраиваемая узкополосная лазерная система средней мощности с накачкой лазерами на парах меди // Квантовая электроника. 1995. - N6. - С. 542 - 546.

73. Эффективные перестраиваемые лазеры на кристаллах LiF (F2) с F2" и F2+ -центрами окраски / Т.Т. Басиев, В.А. Конюшкин, С.Б. Миронов и др. // Квантовая электроника. -1975. Т.19, N2. - С. 145.

74. Высокоэффективная генерация перестраиваемых пикосекундных импульсов на основе лазерного кристалла LiF: F2 / Т.Т. Басиев, А.Ю. Дергачев, А.Я. Карасик и др. // Квантовая электроника. -1996. Т.23, N12. - С. 1072-1074.

75. Непрерывный перестраиваемый лазер на центрах окраски в режиме генерации двух соседних продольных мод / В.В. Брюквин, В.Л. Величанский, А.С. Зибров и др. // Квантовая электроника. -1989. Т.6,1. N10.-С. 2031-2033.

76. Временные и спектральные характеристики перестраиваемого лазера на кристалле LiF с FJ центрами окраски / Т.Т. Басиев, П.Г. Зверев, А.Г. Папашвили и др. //Квантовая электроника. - 1997. - N7. - С. 591 - 595.

77. Барышников В.И., Колесникова Т.А. Перестраиваемый лазер видимого диапазона на основе кристаллов сапфира с центрами окраски // Квантовая электроника. 1996. - N9. - С. 779 - 781.

78. Giffin S.M., McKinnie I.T., Ter-Mikirtychen V.V. Tunable yellow-green laserbased on second harmonic generation on LiF: F2 in KTR // Optical and Quantum Electronics. 1999. - V.31. - P. 35-41.

79. Efficient 550-600nm tunable laser based on noncritically phase-matchedfrequency doubling of room-temperature LiF:F2 in lithium triborate / S.M. Giffin, G.W. Baxter, I.T. McKinnie et al. // Applied Optics. 2002. - V.41, N21. -P. 4331 -4335.

80. Ter-Mikirtychev V.V. Stable, efficient room-temperature LiF: F2+ laser, tunable .in 820-1200 nm region, pumped by a YAG: Nd3+ laser with an injection seeded solid-state wavelength converter // Optic & Laser Technology. 1998. - V.30. -P. 229-233.

81. Diettrich J.C., Warrington D.M., Ter-Mikirtychev V.V. Tunable, single axial mode LiF: F2~ laser // Optics Communication. 2002. - V.204. - P. 317-322.

82. Mirov S.B., Dergachev A.Y. Efficient room temperature LiF: F2+ color center laser tunable in 820-1210 nm range // Optics Communication. 1998. - V.147. -P. 107-111.

83. Новые параметрические генераторы света // Laser news. 1998. - N1. -P.31-33.

84. Радиофизический мониторинг загрязнений природной среды / М.Л. Белов, В.А. Городничев, В.И. Козинцев и др. -М.: Аргус, 1994. 107 с.

85. Broadly tunable, mode-hop-tuned cw optical parametric oscillator based onperiodically poled lithium niobat / S.E. Bisson, К. M. Armstrong, T. J. Kulp et al. // Applied Optics. 2001. - V.40, N33. - P. 6049 - 6055.

86. Tunable continuous-wave doubly resonant optical parametric oscillator by use of a semimonolithic KTP crystal / H. Wang, Y. Ma, Z. Zhai et al. // Applied Optics. 2002. - V.41, N6. - P. 1124 - 1127.

87. Application of mid-infrared cavity-ringdown spectroscopy to tree explosives vapor detection using a broadly tunable (6-8 |Ш1) optical parametric oscillator / M.W. Todd, R.A. Provencal, T.G. Owano et al. // Appl. Phys. 2002. - V.75. -P. 367 - 376.

88. Haidar S., Ito H. Periodically poled lithium niobate optical parametric oscillator pumped at 0.532 pm and use of its output to produced tunable 4.6 — 8.3 цт in AgGaS2 crystal // Optics Communication. 2002. - V.202 - P. 227-231.

89. Electro-optic tuning of a periodically poled LiNb03 optical parametric oscillator and mixing its output waves to generate mid-IR tunable from 9.4 to 10.5 pm / S. Haider, Y. Sasaki, E. Niwa et al. // Optics Communication. 2004. - V.229. - P. 325-330.

90. Елисеев П.Г., Попов Ю.М. Полупроводниковые лазеры // Квантовая электроника. 1997. - Т.24, N12. - С. 1067-1070.

91. Лазерные источники излучения. Полупроводниковые лазеры М.: Научно-технический информационно-учебный центр Лазерной ассоциации, 2004. -64 с.

92. Елисеев П.Г. Полупроводниковые лазеры — от гомопереходов до квантовых точек // Квантовая электроника. 2002. - N12. - С. 1085 - 1098.

93. Годжебюр Ж.П., Фишер А. Управляемые бистабильность и мультистабильность по длине волны в перестраиваемых полупроводниковых лазерах // Квантовая электроника. 1996. - N3. - С. 249-251.

94. Перестраиваемый широкоапертурный полупроводниковый лазер с внешним волноводно-решетчатым зеркалом / Б.Н. Звонков, К.Е. Зиновьев,

95. Д.Х. Нурлигареев и др. // Квантовая электроника. 2001. - N1. - С. 35 - 38.

96. Lotem Н., Pan Z., Dagenais М. Tunable dual wavelength continuous-wave diode laser operated at 830 nm // Applied Optics. 1993. - V.32, N27. - P. 5270 -5273.

97. Grating enhanced external cavity diode laser / M. Wicht, M. Rudolf, P. Huke et al. // Appl. Phys. 2004. - V.78. - P. 137-144.

98. InAsSb/InAsSbP current-tunable laser with narrow spectral line width / S. Civis, P. Kubat, Z. Zelinger et al. // Appl. Phys. 2003. - V.76. - P. 633 - 637.

99. Mahnake P., Kingenberg H.H., Zirning W. Fast tuning of external-cavity diode lasers // Applied Optics. 2002. - V.41, - N30. - P. 6380 - 6384.

100. Месяц Г.А., Осипов B.B., Тарасенко В.Ф. Импульсные газовые лазеры -М.: Наука, 1991.-272 с.

101. Лазерный оптико-акустический анализ многокомпонентных газовых смесей / В.И. Козинцев, М.Л. Белов, В.А. Городничев и др. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 352 с.

102. Макаров Г.Н., Огурок Д.Д., Петин А.Н. Получение многополосного перестраиваемого излучения в TEA СОг-лазерах // Квантовая электроника. 1997. - N7. - С. 643-648.

103. Электронная перестройка длины волны излучения С02-лазера / А.А. Азаров, В.В. Макаров, Г.Н. Худяков и др. // Квантовая электроника. 1998. -N12.-С. 1103-1104.

104. Джиджоев М.С., Краюшкин С.В. Лазер на основе ХеС1 // Квантовая электроника. 1990. - N5. - С. 8-29.

105. Белаш В.Ч., Картазаев В.А. Эксимерный лазер // Квантовая электроника. -1988.- N8.-С. 32-50.

106. Decker М., Sick V. Tunable KrCl eximer-laser operation for combustion diagnostics // Applied Optics. 1996. - V.35, N3. - P. 482 - 484.

107. Кудинов И.А., Платоненко B.T. Непрерывная генерация эксимерных лазеров // Квантовая электроника. 1990. - N5. - С. 43-56.

108. Джиджоев М.С., Краюшин C.B., Платоненко В.Т. Одночастотный перестраиваемый эксимерный лазер ХеС1 // Квантовая электроника.- 1990.- N5. С. 533-534.

109. Дистанционный контроль верхнего слоя океана. / В.М.Орлов, И.В. Самохвалов, M.JI. Белов и др. Новосибирск: Наука, - 1991. - 149 с.

110. Гардашев Р.Г., Татараев Т.М., Шифрин К.С. Учет затенения и многократного рассеяния в оптике морской поверхности // Оптика моря и атмосферы. Л. - 1984. - с.205-206.

111. Шифрин К.С., Гардашев Р.Г. Модельные расчеты отражения света от морской поверхности // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. -1985.-Т.21, №2.-С. 162-169.

112. Элементы теории светорассеяния и оптическая локация / В.М.Орлов, И.В. Самохвалов, Г.Г. Матвиенко и др. Новосибирск: Наука, 1982.- 225 с.

113. Ермаков Б.В., Ильинский Ю.А. О распространении световых импульсов в рассеивающей среде // Изв. Вузов, Сер. Радиофизика. 1969. - Т. 12, N5. -С. 694-701.

114. Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды / В.И Козинцев, В.М. Орлов, М.Л. Белов и др. М.: Изд-во МГТУ, 2002. - 528 с.

115. Амосов A.A., Дубинский Ю.А., Копченова Н.В. Вычислительные методы для инженеров Москва: Высшая школа, 1994. - 544 с.

116. Романенко А.Ф., Сергеев Г.А. Вопросы прикладного анализа случайных процессов М.: Советское радио, 1968. - 254 с.

117. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов СПб.: Питер, 2002. - 608 с.

118. Воскобойников Ю.Е., Преображенский Н.Г., Седельников А.И. Математическая обработка эксперимента в молекулярной газодинамике -Новосибирск: Наука, 1984. 238 с.

119. Reinsch С.Н. Smoothing by spline functions // Numerische mathematic. 1967.- V.10,N1.-P. 177-183.

120. Методы физических измерений / В.А. Арбузов, Л.И. Андреюк, Ю.А. Брагин и др. Новосибирск: Наука, 1975. - 302 с.

121. Энергия излучения лидара на длине волны 10.6 мкм для дистанционного обнаружения нефтяных пленок на морской поверхности / М.Л. Белов, В.А. Городничев, В.И. Козинцев и др. // Вестник МГТУ, Сер. Приборостроение. 1999.-N3.-С. 3-10.

122. Гуревич И .Я., Шифрин К.С. Энергетика лидара при дистанционном обнаружении нефтяных пленок на море // Физика атмосферы и океана. -1976. -Т. 12, N8. С. 863-867.