Учёные исследовали динамику пластикового мусора в водоёмах
3 февраля 2026 г.
Учёные провели численное моделирование динамики поверхностно-активных пленок при приближении интенсивных гравитационно-капиллярных волн. Результаты опубликованы в Russian Journal of Earth Sciences.
Авторами стали Г. Е. Хазанов1 и С. А. Ермаков1,2 (1Институт прикладной физики им. А. В. Гапонова-Грехова РАН, 2Волжский государственный университет водного транспорта).
Обнаруживать и проводить мониторинг пластика в океане и пресных водоёмах помогает дистанционное зондирование. Диагностика может выполняться на основе непосредственной визуализации пластикового мусора на радиолокационных изображениях. Однако в ряде случаев это может быть затруднительно. Пластик часто бывает погружён в приповерхностный слой воды, куда практически не проникает микроволновое излучение. Пластиковые фрагменты в приповерхностном слое образуют мелкую рябь на поверхности, которая влияет на сигнал радара. Для анализа радиолокационного сигнала при таких условиях важно понимать физические механизмы и динамику пластиковых объектов в приповерхностном слое.
Нередко индикаторами наличия пластика являются плёнки: пластик в океане обрастает микроорганизмами, и они производят поверхностно-активные вещества. Такие плёнки могут частично подавлять ветровые гравитационно-капиллярные волны, что приводит к образованию сглаженных участков на поверхности воды. Авторы исследования провели численное моделирование начальной стадии динамики плавучей пластиковой плёнки в момент приближения интенсивной гравитационно-капиллярной волны. Работа была выполнена с использованием программного обеспечения «OpenFOAM».
В результате было показано, что плёнка при наличии волн может либо всплывать, либо погружаться, находясь в равновесии на определённой глубине. Выяснилось, что в случае существенно нелинейных гравитационно-капиллярных волн с определенной структурой вода захлестывает пленку, и ее края тонут. Также обнаружилось, что при наличии гравитационно-капиллярных волн пленка, которая находится под поверхностью воды, поднимается медленнее.