Океанология. Оптика океана

Книга посвящена изложению теоретических и экспериментальных основ оптической океанологии.
Круг вопросов, освещенных в работе, охватывает оптические методы и их приборные реализации, предназначенные для проведения измерений оптических и гидрофизических параметров состояния морской воды, рассматривается теория распространения, поглощения и рассеяния света в морской воде.
Особое внимание уделяется процессам поглощения и рассеяния на взвешенных и растворенных веществах океана и приближенным методам решения уравнения переноса излучения применительно к морю — среде со значительным поглощением.
Подробно обсуждаются факторы, определяющие оптические свойства морской воды и приводятся экспериментальные данные значений гидрооптических характеристик в различных районах Мирового океана.
Описаны методы оптических исследований моделей океанографических процессов в лабораторных условиях.
Содержание учебника соответствует актуальным требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования.

Оглавление
Предисловие
Введение
Глава 1. Основные свойства электромагнитных волн
Оптический диапазон электромагнитных волн
Свойства электромагнитных волн
Давление света
Поляризация электромагнитных волн
Энергетические и фотометрические понятия и величины
Глава 2. Электромагнитные явления в океане
Гидродинамические источники электромагнитных явлений в водной среде
Электромассоперенос в природных водных объектах
Электромагнитные свойства морской воды
Классификация электромагнитных полей в океане
Естественные электрические токи в океане
Методы измерений характеристик электромагнитных полей в море
Глава 3. Оптические свойства морской воды
Факторы, определяющие оптические свойства морской воды
Показатель преломления света в воде как параметр ее состояния..
Оптические свойства чистой воды
Оптические свойства вод Мирового океана
Характеристики, используемые для описания светового поля в океане
Глава 4. Фундаментальные уравнения термогидродинамики океана
Основные определения термодинамики океана
Уравнения неразрывности (сохранения массы морской воды)
Теплофизические характеристики морской воды
Фундаментальные уравнения механики неоднородных жидкостей
Плотность и уравнение состояния морской воды
Глава 5. Районирование вод Мирового океана по оптическим характеристикам
Структура и водные массы Мирового океана
Циркуляция водных масс Мирового океана
Тонкая термохалинная структура вод Мирового океана
Районирование вод Мирового океана по прозрачности
Задачи к главам 1—5
Глава 6. Теория рассеяния и поглощения света в морской воде...
Различные типы рассеяния и измерителей рассеяния
Молекулярное рассеяние света
Рассеяние света крупными включениями
Сложное рассеяние света при многократных встречах с частицами
Применение теории Ми для морской воды
Рассеяние света в прибрежных водах
Поляризация рассеянного света
Поглощение света водой
Задачи к главе 6
Глава 7. Отражение и преломление солнечного излучения на поверхности воды
Отражение света поверхностью моря
Влияние волнения на характер отражения и пропускания света
Понятие альбедо
Описание взволнованной поверхности моря функцией распределения микроплощадок
Численное моделирование изображения водной поверхности
Задачи к главе 7
Глава 8. Лучистая энергия в море
Теплообмен в системе «океан — атмосфера»
Суммарная радиация, падающая на поверхность моря
Характеристики светового поля в океане
Поляризация лучистой энергии под водой
Подводная облученность
Задачи к главе 8
Глава 9. Цвет моря
Визуальное определение цвета океанской воды
Цвет моря, наблюдаемый из атмосферы
Цвет моря при отсутствии в воде взвешенных частиц
Цвет моря при наличии в воде взвешенных частиц
Люминесценция
Цветение и свечение моря
Глава 10. Уравнение переноса излучения и основные методы его решения
Уравнение переноса излучения и его общие свойства
Строгие методы решения уравнения переноса
Двухпотоковое приближение
Диффузионное приближение
Распространение света в море от искусственных источников
Видимость подводных объектов
Задачи к главе 10
Глава 11. Методы измерений оптических свойств морской воды
Применение оптических методов исследования океана в физической океанографии
Методы измерения параметров состояния морской воды на основе использования рефрактометрической информации
Измерение поглощения света морской водой
Вклад различных компонентов океанской воды в суммарное поглощение
Измерение показателя ослабления света в поверхностных прибрежных водах
Основы теневых измерений и методы определения углов отклонения лучей света в прозрачных неоднородностях
Задачи к главе 11
Глава 12. Дистанционные методы контроля состояния и динамики морской среды
Перспективные направления развития спутниковых методов исследования океана
Использование лидаров для изучения оптических свойств морской воды
Обнаружение нефтяных загрязнений радиолокационными средствами космического базирования
Глава 13. Применение оптических методов для решения экологических проблем
Аналитические методы молекулярной спектроскопии в анализе объектов окружающей среды
Аналитические методы атомной спектроскопии
Исследование загрязнения Мирового океана
Применение оптических методов в морской биологии
Задачи к главе 13
Библиография