Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 4. С. 45-59

Лабораторное моделирование рассеяния СВЧ радиоволн поверхностью моря в условиях сильных и ураганных ветров

Ю.И. Троицкая 1, 2 , В.И. Абрамов 3 , А.В. Ермошкин 1 , Э.М. Зуйкова 1 , В.И. Казаков 1 , Д.А. Сергеев 1, 2 , А.А. Кандауров 1, 2 , О.С. Ермакова 1, 2 
1 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
2 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
3 Научно-исследовательский радиофизический институт, Нижний Новгород, Россия
Одобрена к печати: 24.08.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-16-45-59
Проведены лабораторные эксперименты, направленные на исследование зависимостей удельной эффективной площади рассеяния (УЭПР) СВЧ радиоволн Х-диапазона на согласованной и ортогональной поляризации от скорости ветра и угла падения. Микроволновые измерения сопровождались одновременными измерениями параметров воздушного потока (скорости трения ветра, высоты шероховатости) и поверхностных волн (спектров и функции плотности вероятности уклонов). Было показано, что мощность рассеянного сигнала как на согласованной, так и на ортогональной поляризации зависит от угла падения, ; при этом зависимость для сигнала на ортогональной поляризации оказывается слабее. Анализ доплеровских спектров рассеянных сигналов позволил сделать вывод о том, что они формируются за счет резонансного рассеяния на «рассеивателях», движущихся со скоростью, примерно на 20% превышающей фазовую скорость энергонесущих поверхностных волн, которые интерпретированы как обрушения волн. На базе проведенных измерений предложен вид геофизической модельной функции (ГМФ) для Х-диапазона и С-диапазона при U10 = 10 - 40 м/с и θ = 30° - 60°.
Ключевые слова: рассеяние радиоволн на морской поверхности, согласованная и ортогональная поляризация, допплеровский спектр, шторм, ураган, микроволновое дистанционное зондирование, поляризация, пограничные слои атмосферы и океана, обрушение поверхностных волн
Полный текст

Список литературы:

  1. Donelan M.A., Drennan W.M., Magnusson A.K. Non-stationary analysis of the directional properties of propagating waves // J. Phys. Oceanogr. 1996. Vol. 26. 1901–1914.
  2. Donnelly W.J., Carswell J.R., McIntosh R.E., Chang P.S., Wilkerson J., Marks F., Black P.G. Revised ocean backscatter models at C and Ku band under high-wind conditions // J. Geophys. Res. 1999. V. 104 (C5). P. 11485–11497.
  3. Fois F., Hoogeboom P., Le Chevalier F., Stoffelen A. Future ocean scatterometry: On the use of cross-polar scattering to observe very high winds // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2015. V. 53. No. 9. P. 5009–5020.
  4. Hersbach H. Comparison of C-band scatterometer CMOD5.N equivalent neural winds with ECMWF // J. Atmos. Oceanic Technol. 2010. V. 27. P. 721–736.
  5. Hersbach H., Stoffelen A., de Haan S. An improved C-band scatterometer ocean geophysical model function: CMOD5 // J. Geophys. Res. 2007. V. 112 (C3). C03006.
  6. Hwang P.A., Zhang B., Toporkov J.V., Perrie W. Comparison of composite Bragg theory and quad-polarization radar backscatter from RADARSAT-2: With applications to wave breaking and high wind retrieval // J. Geophys. Res. 2010. V. 115 (C8). C08019. DOI:10.1029/2009JC005995.
  7. Monahan E.C., Muircheartaigh I. Optimal Power-Law Description of Oceanic Whitecap Coverage Dependence on Wind Speed // J. Phys. Oceanogr. 1980. V. 10. P. 2094–2099.
  8. Reul N., Chapron B. A model of sea-foam thickness distribution for passive microwave remote sensing applications // Journal of geophysical research. 2003. V. 108 (C10). 3321. DOI:10.1 029/2003JCOO 1887.
  9. Troitskaya Yu.I, Abramov V., Ermoshkin A., Zuikova E. Laboratory modelling of cross-polarized radar return at severe wind conditions // Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), IEEE International. 2014. P. 3894–3897.
  10. Troitskaya Yu.I., Sergeev D.A., Kandaurov A.A., Baidakov G.A., Vdovin M.A., Kazakov V.I., Laboratory and theoretical modeling of air-sea momentum transfer under severe wind conditions // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. C00J21.
  11. Vachon P.W., Wolfe J. C-band cross-polarization wind speed retrieval // IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 2011. V. 8. P. 456–459.
  12. Valenzuela G.R. Theories for the interaction of electromagnetic and oceanic waves – A review // Boundary-Layer Meteorology. 1978. V. 13. P. 61–85.
  13. van Zadelhoff G.-J., Stoffelen A., Vachon P.W., Wolfe J., Horstmann J., Belmonte-Rivas M. Scatterometer hurricane wind speed retrievals using cross polarization // Atmos. Meas. Tech. Discuss. 2013. V. 6. P. 7945–7984.
  14. Zhang B., Perrie W. Cross-Polarized Synthetic Aperture Radar: A New Potential Measurement Technique for Hurricanes // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2012. V. 93. P. 531–541.
  15. Zhang B., Perrie W., He Y. Wind speed retrieval from RADARSAT-2 quad-polarization images using a new polarization ratio model // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. C08008. DOI:10.1029/2010JC006522.
  16. Zhang B., Perrie W., Zhang J.A., Uhlhorn E.W., He Y. High-Resolution Hurricane Vector Winds from C-Band Dual-Polarization SAR Observations // J. Atmos. Oceanic Technol. 2014. V. 31. P. 272–286.