Investigation of acoustic properties of snow-covered sea ice
The paper presents results of field observations of hydroacoustic characteristics of snow-covered ice cover in shallow seas of the Arctic shelf. The purpose of the research was to determine the quantitative characteristics of the reflection and absorption coefficients of sound from the bottom of the...
Published in: | Ice and Snow |
---|---|
Main Authors: | , , , |
Other Authors: | , |
Format: | Article in Journal/Newspaper |
Language: | Russian |
Published: |
IGRAS
2018
|
Subjects: | |
Online Access: | https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/489 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-3-387-395 |
id |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/489 |
---|---|
record_format |
openpolar |
institution |
Open Polar |
collection |
Ice and Snow (E-Journal) |
op_collection_id |
ftjias |
language |
Russian |
topic |
coefficients of sound reflectivity and absorption doppler broadening of frequency spectrum ice hydro acoustic observations sea ice доплеровское расширение частотного спектра коэффициенты отражения и поглощения звука ледовые гидроакустические наблюдения |
spellingShingle |
coefficients of sound reflectivity and absorption doppler broadening of frequency spectrum ice hydro acoustic observations sea ice доплеровское расширение частотного спектра коэффициенты отражения и поглощения звука ледовые гидроакустические наблюдения R. Balakin A. G. Vilkov I. Р. Балакин А. Г. Вилков И. Investigation of acoustic properties of snow-covered sea ice |
topic_facet |
coefficients of sound reflectivity and absorption doppler broadening of frequency spectrum ice hydro acoustic observations sea ice доплеровское расширение частотного спектра коэффициенты отражения и поглощения звука ледовые гидроакустические наблюдения |
description |
The paper presents results of field observations of hydroacoustic characteristics of snow-covered ice cover in shallow seas of the Arctic shelf. The purpose of the research was to determine the quantitative characteristics of the reflection and absorption coefficients of sound from the bottom of the drifting ice cover, as well as the Doppler broadening of the frequency spectrum of acoustic signals depending on the thickness of the ice, the structure of the reflecting surface, the thickness of the snow cover, and the ice drift speed. The objective of the research was to obtain the data necessary for choosing optimal parameters of specialized hydroacoustic equipment designed to monitor ice conditions in the areas of operation of offshore oil and gas platforms. Researches were conducted in areas of active construction of engineering marine constructions and carrying out the transport operations. The research methodology was based on the use of an autonomous measuring complex, which for a long period was installed on the bottom of the sea at depths of 50 to 130 m. The recording system consisted of the following components: upward looking pulse sonar of the IPS-5 type produced by the Canadian company ASL; the Doppler meter of the ice drift speed ADCP (the RDI firm); and a RSM-7 electromechanical current meter. All devices operated in continuous mode with a measurement cycle of 1s, the results were recorded in memory and processed after lifting the devices to the surface. The time delays of signals reflected from the ice cover, as well as the amplitudes and variations of the sound attenuation depending on the reflectance and absorption coefficients were recorded in the memory of the up-looking sonar. Variations of time delays were used to calculate a settlement of ice formations and to determine the shape of the reflective surface, including the angles of inclination of ice keels. Doppler shift of frequency of reflected acoustic signals and broadening of the frequency spectrum were calculated using values of the ice ... |
author2 |
Ministry of Education and Science of the Russian Federation (project RFMEFI60714X0009) Министерствo образования и науки Российской Федерации (проект RFMEFI60714X0009) |
format |
Article in Journal/Newspaper |
author |
R. Balakin A. G. Vilkov I. Р. Балакин А. Г. Вилков И. |
author_facet |
R. Balakin A. G. Vilkov I. Р. Балакин А. Г. Вилков И. |
author_sort |
R. Balakin A. |
title |
Investigation of acoustic properties of snow-covered sea ice |
title_short |
Investigation of acoustic properties of snow-covered sea ice |
title_full |
Investigation of acoustic properties of snow-covered sea ice |
title_fullStr |
Investigation of acoustic properties of snow-covered sea ice |
title_full_unstemmed |
Investigation of acoustic properties of snow-covered sea ice |
title_sort |
investigation of acoustic properties of snow-covered sea ice |
publisher |
IGRAS |
publishDate |
2018 |
url |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/489 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-3-387-395 |
geographic |
Arctic |
geographic_facet |
Arctic |
genre |
Arctic Sea ice |
genre_facet |
Arctic Sea ice |
op_source |
Ice and Snow; Том 58, № 3 (2018); 387-395 Лёд и Снег; Том 58, № 3 (2018); 387-395 2412-3765 2076-6734 10.15356/2076-6734-2018-3 |
op_relation |
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/489/281 Александров И.А. Отражение звука от гладких льдов: методика и результаты расчетов // Акустический журнал. 1994. Т. 40. № 4. С. 673–676. Электронный ресурс: Ice Profiling Sonar (IPS)TM https://www.aslenv.com/brochures/IPS-Brochure.pdf Электронный ресурс: Workhorse Monitor ADCP http://www.teledynemarine.com/workhorse-monitoradcp?ProductLineID=12 Смирнов С.А. Интерпретация картин ледовой обстановки на индикаторе гидролокатора бокового обзора // Тр. XII Всерос. конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». 2014. С. 54–56. Гринюк А.В., Кравченко В.Н., Пискунова О.И. Экспериментальное исследование вертикальной структуры низкочастотных полей сигналов и помех в мелком море // Тр. XII Всерос. конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». 2014. С. 578–580. Гринюк А.В., Кравченко В.Н., Махнев Ю.В., Пискунова О.И., Трофимов А.Т. Экспериментальная оценка затухания звука на низких частотах в различных районах Баренцева моря // Тр. XII Всерос. конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». 2014. С. 583–585. Large W.G., Yager S.G. Diumal to Dacadal Global Forcing for Ocean and Sea Ice Models: The Data Sets and Flux Climatologies. Climate and Global Dynamics Division. National Center for Atmospherie Research. Boulder. Colorado. 2004. 113 p. Электронный ресурс: Sea ice index. The National Snow and Ice Data Center. University of Colorado Boulder, http://nsidc.org/data/seaice_index/archives/. Malekhanov A.I., Smirnov A.V. Signal coherence and coherence-induced effects on array output in multimode transmission channels // Proc. IX Intern. Conf. on Antenna Theory and Techniques, 2013. P. 98–102. Hackman R.H., Sammelmann G.S. Multiple-scattering analysis for a target in an oceanic waveguide // JACA. 1988. V. 84. № 5. P. 1813–1825. Ellis D.D. Modeling and Analysis of Target Echo and Clutter in Range-Dependent Bistatic Environments: FY13 Annual Report for ONR // Defence Research Reports, Canada, 2014. Doc. DRDC Atlantic ECR, 2013. 154 p. Janssen P. The interaction of ocean waves and wind // Cambridge University Press. 2004. P. 43–47. Теория отражения звука: Физическая энциклопедия. Т. 3. М.: БРЭ, 1992. 504 с. Данилов А.И. Российские арктические морские и прибрежные научные экспедиционные исследования в 2017 году // Российские полярные исследования. 2017. № 4 (30). С. 9–20. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/489 doi:10.15356/2076-6734-2018-3-387-395 |
op_rights |
Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). |
op_rightsnorm |
CC-BY |
op_doi |
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-3-387-395 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-3 |
container_title |
Ice and Snow |
container_volume |
58 |
container_issue |
3 |
container_start_page |
387 |
op_container_end_page |
395 |
_version_ |
1766347832749457408 |
spelling |
ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/489 2023-05-15T15:17:36+02:00 Investigation of acoustic properties of snow-covered sea ice Исследование акустических свойств морского льда, покрытого снегом R. Balakin A. G. Vilkov I. Р. Балакин А. Г. Вилков И. Ministry of Education and Science of the Russian Federation (project RFMEFI60714X0009) Министерствo образования и науки Российской Федерации (проект RFMEFI60714X0009) 2018-09-26 application/pdf https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/489 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-3-387-395 rus rus IGRAS https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/489/281 Александров И.А. Отражение звука от гладких льдов: методика и результаты расчетов // Акустический журнал. 1994. Т. 40. № 4. С. 673–676. Электронный ресурс: Ice Profiling Sonar (IPS)TM https://www.aslenv.com/brochures/IPS-Brochure.pdf Электронный ресурс: Workhorse Monitor ADCP http://www.teledynemarine.com/workhorse-monitoradcp?ProductLineID=12 Смирнов С.А. Интерпретация картин ледовой обстановки на индикаторе гидролокатора бокового обзора // Тр. XII Всерос. конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». 2014. С. 54–56. Гринюк А.В., Кравченко В.Н., Пискунова О.И. Экспериментальное исследование вертикальной структуры низкочастотных полей сигналов и помех в мелком море // Тр. XII Всерос. конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». 2014. С. 578–580. Гринюк А.В., Кравченко В.Н., Махнев Ю.В., Пискунова О.И., Трофимов А.Т. Экспериментальная оценка затухания звука на низких частотах в различных районах Баренцева моря // Тр. XII Всерос. конф. «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». 2014. С. 583–585. Large W.G., Yager S.G. Diumal to Dacadal Global Forcing for Ocean and Sea Ice Models: The Data Sets and Flux Climatologies. Climate and Global Dynamics Division. National Center for Atmospherie Research. Boulder. Colorado. 2004. 113 p. Электронный ресурс: Sea ice index. The National Snow and Ice Data Center. University of Colorado Boulder, http://nsidc.org/data/seaice_index/archives/. Malekhanov A.I., Smirnov A.V. Signal coherence and coherence-induced effects on array output in multimode transmission channels // Proc. IX Intern. Conf. on Antenna Theory and Techniques, 2013. P. 98–102. Hackman R.H., Sammelmann G.S. Multiple-scattering analysis for a target in an oceanic waveguide // JACA. 1988. V. 84. № 5. P. 1813–1825. Ellis D.D. Modeling and Analysis of Target Echo and Clutter in Range-Dependent Bistatic Environments: FY13 Annual Report for ONR // Defence Research Reports, Canada, 2014. Doc. DRDC Atlantic ECR, 2013. 154 p. Janssen P. The interaction of ocean waves and wind // Cambridge University Press. 2004. P. 43–47. Теория отражения звука: Физическая энциклопедия. Т. 3. М.: БРЭ, 1992. 504 с. Данилов А.И. Российские арктические морские и прибрежные научные экспедиционные исследования в 2017 году // Российские полярные исследования. 2017. № 4 (30). С. 9–20. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/489 doi:10.15356/2076-6734-2018-3-387-395 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). CC-BY Ice and Snow; Том 58, № 3 (2018); 387-395 Лёд и Снег; Том 58, № 3 (2018); 387-395 2412-3765 2076-6734 10.15356/2076-6734-2018-3 coefficients of sound reflectivity and absorption doppler broadening of frequency spectrum ice hydro acoustic observations sea ice доплеровское расширение частотного спектра коэффициенты отражения и поглощения звука ледовые гидроакустические наблюдения info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2018 ftjias https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-3-387-395 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-3 2022-12-20T13:30:26Z The paper presents results of field observations of hydroacoustic characteristics of snow-covered ice cover in shallow seas of the Arctic shelf. The purpose of the research was to determine the quantitative characteristics of the reflection and absorption coefficients of sound from the bottom of the drifting ice cover, as well as the Doppler broadening of the frequency spectrum of acoustic signals depending on the thickness of the ice, the structure of the reflecting surface, the thickness of the snow cover, and the ice drift speed. The objective of the research was to obtain the data necessary for choosing optimal parameters of specialized hydroacoustic equipment designed to monitor ice conditions in the areas of operation of offshore oil and gas platforms. Researches were conducted in areas of active construction of engineering marine constructions and carrying out the transport operations. The research methodology was based on the use of an autonomous measuring complex, which for a long period was installed on the bottom of the sea at depths of 50 to 130 m. The recording system consisted of the following components: upward looking pulse sonar of the IPS-5 type produced by the Canadian company ASL; the Doppler meter of the ice drift speed ADCP (the RDI firm); and a RSM-7 electromechanical current meter. All devices operated in continuous mode with a measurement cycle of 1s, the results were recorded in memory and processed after lifting the devices to the surface. The time delays of signals reflected from the ice cover, as well as the amplitudes and variations of the sound attenuation depending on the reflectance and absorption coefficients were recorded in the memory of the up-looking sonar. Variations of time delays were used to calculate a settlement of ice formations and to determine the shape of the reflective surface, including the angles of inclination of ice keels. Doppler shift of frequency of reflected acoustic signals and broadening of the frequency spectrum were calculated using values of the ice ... Article in Journal/Newspaper Arctic Sea ice Ice and Snow (E-Journal) Arctic Ice and Snow 58 3 387 395 |