Низкочастотная акустика океана

Важнейшей частью фундаментальных и прикладных научных направлений ИПФ РАН является низкочастотная (НЧ) гидроакустика. Работы в этой области стали успешным продолжением цикла прикладных гидроакустических исследований, выполненных еще в НИРФИ в 1960—70-е годы под руководством В. А. Зверева, ныне члена-корреспондента РАН. Известно, что акустические сигналы в диапазоне десятков и первых сотен герц оказываются наиболее эффективным «инструментом» диагностики и мониторинга океана на больших масштабах — от десятков до тысяч километров. Поэтому с первых лет работы в этой области ИПФ РАН разрабатывает методы и средства активной диагностики океана, основанные на использовании мощных когерентных гидроакустических источников, сигналы которых «освещают» толщу океана и делают «видимыми» те неоднородности океанской толщи или движущиеся в ней объекты, которые рассеивают это излучение, направляя его в сторону приемных систем. Концепция активной НЧ-гидролокации, или освещения подводной обстановки, была предложена академиком А. В. Гапоновым-Греховым, и благодаря успешным натурным экспериментам и теоретическим исследованиям, выполненным в разные годы сотрудниками института, получила надежное обоснование. В настоящее время институт является ведущим в стране и мире разработчиком активных систем НЧ-гидроакустики — от физических основ до технического воплощения в виде излучающих комплексов и приемных антенных систем, необходимых для проведения натурных экспериментов.
Современные исследования и разработки ИПФ РАН в области НЧ-акустики океана во многом опираются на результаты прошлых лет, в том числе прикладного характера, полученные в различных акваториях Мирового океана. Один из важнейших результатов института — натурная демонстрация возможности дальнего (до ~500 км) картирования подводных возвышенностей и обнаружения локализованных неоднородностей в глубоком океане. Это послужило основой для разработки под руководством А. В. Гапонова-Грехова принципов организации и структуры системы дальнего освещения подводной обстановки для дальневосточных морских рубежей России, сформулированных еще в середине 1980-х годов. На рубеже 1990—2000-х годов с участием ИПФ был выполнен ряд пилотных российско-американских экспериментов по акустической термометрии в Тихом океане (трасса Гавайи — Камчатка, 4700 км) и в Арктике (трассы протяженностью от 1000 до 2600 км). Эти уникальные эксперименты позволили сделать вывод о возможности практической реализации акустической системы долговременного мониторинга глобальной температуры океанических вод, актуальной в связи с современными исследованиями по проблемам климата Земли. В 2000-е годы основные экспериментальные работы ИПФ выполнялись в акваториях Баренцева и Балтийского морей. Полученные результаты представляются важными как для разработки систем гидроакустической защиты окраинных морей РФ, так и для современных исследований по освоению Арктического шельфа.