Солитон ихтиолог

Soliton as an Ichthyologist

В попытках исследовать природу Мирового Океана ска­зывается естественное стремление человека глубже проникнуть в тайны Океана и всесторонне изучить характерные черты его биологических систем, его обитателей. В общей математической модели экологической системы Мирового Океана, построенной в конце 80-х – начале 90-х годов прошлого столетия, предложено применение физических методов косвенного определения коли­чества гидробионтов в Океане. Эти методы, основанные на использовании лазерного луча для прощупывания поверхностного слоя океана и на способности гидробионтов к свечению – биолюминесценции. Они полезны, в основном, для оценки распределения, например, различных групп планктона в водах океана, но не могут быть эффективными для решения задач изучения закономерностей миграции, прироста и учета поголовья рыбного стада даже в условиях закрытых водоемов.

В контексте общих закономерностей функционирования биологических систем Мирового Океана проблемы восстанов­ления рыб­ных запасов и изучения закономерностей миграции, прироста и учета поголовья рыбного стада требуют исследования возможностей создания нетрадиционных систем, регистрирующих рыбные ресурсы в закрытых  водоемах. Поэтому становится оче­видным, что в условиях  постоянно увеличивающейся техноген­ной нагрузки на водный бассейн (моря, озера, реки, водоемы), разрастающейся кризовой ситуации среды обитания самостоя­тельной и актуальной задачей в экологическом, экономическом и политическом аспектах становится проблема исследования физи­ческой природы явлений и эффектов, сопутствующих жизне­деятельности обитателей водоемов. Следовательно, задачи изучения закономерностей миграции, прироста и учета поголовья рыбного стада в интересах воссоздания рыбных запасов являются своевременными и необходимыми.

Проблемы восстановления рыбных запасов и изучения закономерностей миграции, прироста и учета поголовья рыбного стада вызывает необходимость исследования нетрадиционных методов создания конкурентоспособных нетрадиционных систем, регистрирующих рыбные ресурсы в закрытых водоемах.

Для решения этих проблем необходимо:
- исследовать физическую природу явлений и эффектов, сопут­ствующих жизнедеятельности гидробионтов–обитателей водое­мов;
- осуществить поиск и исследование физических принципов построения датчиков, предназначенных для обнаружения выше упо­мя­нутых явлений и эффектов;
- разработать  методы и средства, обеспечивающие оптимальное заполнение банка данных в интересах решения сформули­рованной проблемы.

Известно, что спереди любого движущегося в погруженном положении тела формируется отличающейся по своим ста­тистическим характеристикам от окружающей среды замкнутый объем сжатия – "область сжатия", на создание которой объект, во время движения расходует значительную часть мощности своих движителей. Эта система по мере накопления избыточного запаса энергии переходит в нестабильное состояние и в каждой единице ее объема запасенная энергия намного выше энергии, запасенной в окружающей ее "неподвижной" жидкости. Эта нестабильность проявляет себя изменением состояния жидкости перед движущимся объектом и переходом системы в стабильное состояние с меньшим уровнем энергии. Наступает момент, когда из  “области сжатия” излучается акваквант, который устрем­ляется вперед, унося с собой эту “избыточную энергию” так же, как квант, излученный электроном уносит его избыточную энер­гию. Взаимодействия акваквантов с окружающей средой вызыва­ют гидродинамические возмущения среды, скорость распростра­нения которых значительно превышает скорость движения тела. Эти воз­мущения приводят к изменению статистической структуры гидрофизического поля жидкости преимущественно в направле­нии  движения тела, исследования  которых позволяют утверж­дать, что существует принципиально отличающийся от традици­онных методов механизм, с помощью которого можно обнаружить движения, сопутствующие жизнедеятельности обитателей водое­мов.

Анализ имеющихся сведений и результатов проведенных исследований позволяет сделать вывод о необходимости проведения  углубленных разработок механизма формирования пространственных проявлений жизнедеятельности гидробионтов (как носителей информации) и создания технических средств отбора этой информации с учетом того, что условия сбора и регистрации энергии, несущей информацию, разнообразны, а в некоторых случаях непредсказуемы.

В процессе исследования механизма взаимодействия движения обитателей водоема с водной средой доказано, что живые обитатели водоемов обладают гидродинамическим воспри­ятием аномалий гидрофизического поля и реализуют пассивные методы гидрофизической локации.

Движению обитателей  водной среды сопутствует образова­ние различных объемных полей, вид и статистическая структура которых зависят от характера и способа движения животного, его скорости и направления. Создаваемые движением гидробионта пространственные поля гидродинамических возмущений специ­фичны для  каждого  вида  обитателей водоемов, зависят от пола и возраста  животного. Поэтому процесс распознавания вида и массы рыб (как  индивидуума, так и стада) не представляет особых затруднений.

На рисунках 1 и 2 показаны примеры установки  датчиков, регистрирующих гидродинамические возбуждения среды, обус­ловленные жизнедеятельностью гидробионтов.

а)

1 - плавучесть;   2 - устройство измерения; 3 - кабель-трос; 4 - якорь.

в)

1 - устройство измерения; 2 - стержень; 3 - якорь; 4 - цилиндрическая защитная сеть; 5 - линейная защитная сеть

Рис. 1 Донная установка датчика

1 - устройство измерения; 2 - круглый волногасящий барьер 3 - ветрозащитный колпак; 4 - растяжки; 5 - защитная сеть.

Рис. 2 Установка датчика с защитой от поверхностных волн в большом водоеме

Вариант установки датчиков определяется размерами во­доема, состоянием окружающей среды, дна, основанием и конфи­гурациями берега,  ветровой обстановкой и другими факторами.

Технология и проектирование стационарных систем учета  рыбных запасов на рыбоводческих фермах основаны на новых принципах теории акваквантов и объемных солитонов, разра­ботанных на базе исследований природы специфических гидродинамических взаимодействий движения различных малых подводных форм природного и техногенного происхождения и развития нетрадиционных методов их пассивного обнаружения, используя новые физические принципы. Эти положении могут быть использовании при организации защиты элитных пляжей от агрессивных акул-людоедов.

Впервые в мировой науке доказана реальная возможность практического использования методов навигационной гидробио­ники в гидролокации. Результаты исследований аналогов в мировой науке не имеют.