Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 4. С. 9-16
Физические ограничения точности альтиметрического определения скорости ветра над океаном
А.С. Запевалов
1 , В.В. Пустовойтенко
1 , К.В. Показеев
2 1 Морской гидрофизический институт, Севастополь, 299000, Россия
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, 119991, Россия
Рассмотрены ошибки альтиметрического определения скорости ветра, вызванные воздействием на морскую поверхность разных физических процессов, непосредственно не связанных со скоростью ветра. Эти процес-сы приводят к неоднозначной зависимости между характеристиками структуры морской поверхности и ско-ростью ветра, что определяет предельную точность альтиметрических измерений. Анализ ограничений точ-ности определения скорости ветра проведен на основе данных измерений уклонов морской поверхности и скорости ветра, выполненных с космического аппарата (Bréon, Henriot, 2006), а также на основе измерений с самолета при контроле скорости ветра с судна (Cox, Munk, 1954). Обсуждается влияние масштабов осредне-ния на разброс статистических оценок уклонов. Показано, что ошибки измерения скорости ветра, обуслов-ленные неоднозначной зависимостью энергии коротких поверхностных волн от локальной скорости состав-ляют 0,2 м/с. Эти ошибки не зависят от средней скорости ветра. Другой вид ошибок – ошибки, обусловлен-ные изменением асимметрии и эксцесса распределений уклонов морской поверхности. Эти ошибки меняют-ся в пределах от 0,05 м/с при средней скорости ветра 1 м/с до 0,4 м/с при средней скорости ветра 15 м/с.
Ключевые слова: морская поверхность, спутниковый альтиметр, отражение радиоволн, измерение скорости ветра
Полный текстСписок литературы:
- Бабий В.И., Гайский В.А., Запевалов А.С., Ерошко А.А., Шаповалов Ю.И. Соз-дание позиционных измерительных комплексов // Развитие морских наук и технологий в Морском гидрофизическом институте НАН Украины за 75 лет. Севастополь: МГИ, 2004. С. 657-661.
- Запевалов А.С., Показеев К.В., Пустовойтенко В.В. О предельной точности альтиметрического определения скорости приводного ветра // Исследование Земли из космоса. 2006. № 3. С. 49-54.
- Лаврова О.Ю., Костяной А.Г., Лебедев С.А., Митягина М.И., Гинзбург А.И., Ше-ремет Н.А. Комплексный спутниковый мониторинг морей России. М.: ИКИ РАН. 2011. 470 с.
- Монин А.С., Красицкий В.П. Явления на поверхности океана. Л.: Гидрометео-издат. 1985. 375 с.
- Показеев К.В., Запевалов А.С., Пустовойтенко В.В. Моделирование формы отраженного импульса радиоальтиметра // Вестник Московского университета, Физи-ка. Астрономия. 2013. № 5. С. 80-85.
- Пустовойтенко В.В., Запевалов А.С. Оперативная океанография: Спутниковая альтиметрия – Современное состояние, перспективы и проблемы // Серия: Современ-ные проблемы океанологии. Севастополь: «ЭКОСИ-Гидрофизика», 2012. Вып. № 11, 218 с.
- Христофоров Г.Н., Запевалов А.С., Смолов В.Е. Зависимость амплитудных характеристик высокочастотных компонент спектра ветровых волн от скорости ветра над морем // Морской гидрофизический журнал. 1993. № 3. С. 67-77.
- Христофоров Г.Н., Запевалов А.С., Смолов В.Е. О предельной точности скат-терометрического определения со спутника скорости ветра над океаном // Исследова-ние Земли из Космоса. 1987. № 2. С. 57-65.
- Bréon F.M., Henriot N. Spaceborne observations of ocean glint reflectance and modeling of wave slope distributions // J. Geoph. Res.: Oceans. 2006. HHVol. 111. No. C6. HHDOI: 10.1029/2005JC003343.
- Cox C., Munk W. Measurements of the roughness of the sea surface from photo-graphs of the sun glitter // J. Optical. Soc. America. 1954. Vol. 44. No. 11. P. 838–850.
- Moore R. K., Pierson W.J. Measuring sea state and estimating surface winds from a polar orbiting satellite // Proc. Inter. Symp. Electromagnetic Sensing of the Earth from Satel-lites Miami Beach, FL. 1966. Nov. 22-24. P. R1–R28.