역시간 구조보정을 활용한 해저 기포플룸 영상화 연구 (Study of Imaging of Submarine Bubble Plume with Reverse Time Migration Dawoon)

서지정보

· 발행기관 : 한국지구물리.물리탐사학회
· 수록지 정보 : 지구물리와 물리탐사 / 26권 / 1호 / 8 ~ 17페이지
· 저자명 : 이다운, 정우근, 김원기, 배호석

초록

해양 환경에서의 기포는 바람, 파도, 선박 및 해저 가스 누출을 포함한 여러 요인에 의해 생성된다. 수중에서의 기포는 강력한 산란 신호 를 생성하여 음향 신호를 측정하는데 영향을 미친다. 이러한 기포의 특성은 음파 신호의 세기를 감쇠시켜 소음 차단 목적으로 주로 이용 되고 있으며, 최근에는 해저에서 대규모로 누출되는 메탄가스 탐지를 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 가스 누출은 기포플룸의 형태 를 취하며, 기포의 물리적 특성과 분포 구조를 이해하는 것은 누출된 가스를 기후 변화와 연관성을 파악하는데 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구에서는 탄성파 영상화 기법을 이용하여 기포플룸의 분포를 추정하고자 수조환경에서 실험을 수행하였으며, 별도로 제작된 인공 기포 발생기, 자료 취득 시스템을 이용하여 기포에 의한 음향 신호를 취득하였다. 기포플룸을 영상화하기 위해 지진파 영상기법 중 역시 간 구조보정을 이용하였으며, 획득한 음향 신호의 포락선 신호를 이용하여 기포 분포 패턴을 효과적으로 추정하였다. 영상화 결과의 검 증을 위해 추정된 기포플룸의 분포와 광학카메라 영상을 비교하였다. 실험결과 탄성파 영상화 기법 통해 인공 기포플룸의 산란신호를 이 용한 영상화가 가능함을 확인하였다.

영어초록

Various sources, such as wind, waves, ships, and gas leaks from the seafloor, forms bubbles in the ocean. Underwater bubbles cause signal scattering, considerably affecting acoustic measurements. This characteristic of bubbles is used to block underwater noise by attenuating the intensity of the propagated signal. Recently, researchers have been studying the large-scale release of methane gas as bubble plumes from the seabed. Understanding the physical properties and distribution of bubble plumes is crucial for studying the relation between leaked methane gas and climate change. Therefore, a water tank experiment was conducted to estimate the distribution of bubble plumes using seismic imaging techniques and acoustic signals obtained from artificially generated bubbles using a bubble generator. Reverse time migration was applied to image the bubble plumes while the acquired acoustic envelope signal was used to effectively estimate bubble distribution. Imaging results were compared with optical camera images to verify the estimated bubble distribution. The water tank experiment confirmed that the proposed system could successfully image the distribution of bubble plumes using reverse time migration and the envelope signal. The experiment showed that the scattering signal of artificial bubble plumes can be used for seismic imaging.

참고자료

· 없음