Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 5. С. 55-67
Экспериментальные исследования коротковолновой части спектра ветровых волн. Предварительный анализ результатов дистанционных радиометрических измерений
И.Н. Садовский
1 , А.В. Кузьмин
1 , М.Н. Поспелов
1 , Д.С. Сазонов
1 , Е.В. Пашинов
1 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 01.08.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2016-13-5-55-67
В статье представлено описание результатов исследований ветрового волнения, выполненных коллективом авторов в ходе четырех лет экспедиционных работ. Определение параметров спектра гравитационно-капиллярных волн осуществлялось на основе метода Нелинейной Радиотепловой Резонансной Спектроскопии. Метод позволяет восстанавливать усредненные по азимутальному углу спектр кривизны и значение дисперсии уклонов крупных волн. В качестве входных данных метода используются результаты дистанционных радиополяриметрических наблюдений морской поверхности. Представленные в работе результаты охватывают диапазон волновых чисел от 0,39 до 15,707 рад/см и получены в результате обработки данных измерений собственного излучения на длине волны 8 мм. За все время проведения исследований восстановлено около 1500 экспериментальных спектров, соответствующих обширному набору сочетаний метеорологических условий. Восстановленные спектральные кривые имеют общие черты с моделями спектров, представленных в литературе. Продемонстрирована их четкая зависимость от интенсивности ветрового воздействия.
Ключевые слова: спектр, ветровые волны, гравитационно-капиллярный диапазон, микроволновое излучение, дистанционное зондирование, метод нелинейной радиотепловой резонансной спектроскопии
Полный текстСписок литературы:
- Беспалова Е.А., Веселов В.М., Глотов А.А., Милицкий Ю.А., Мировский В.Г., Покровская И.В., Попов А.Е., Раев М.Д., Шарков Е.А., Эткин В.С. Исследование анизотропии ветрового волнения по вариациям поляризованного теплового излучения // Докл. АНСССР. 1979. Т. 246. № 6. С. 1482–1485.
- Ирисов В.Г., Трохимовский Ю.Г., Эткин В.С. Радиотепловая спектроскопия морской поверхности // ДАН СССР. 1987. Т. 297. № 3. С. 587–589.
- Кравцов Ю.А., Мировская Е.А., Попов Е.А., Троицкий И.А., Эткин В.С. Критические явления при тепловом изучении периодически неровной водной поверхности // Изв. АН СССР, ФАО. 1978. Т.14. №7. С. 733–739.
- Кузьмин А.В., Горячкин Ю.А., Ермаков Д.М., Ермаков С.А., Комарова Н.Ю., Кузнецов А.С., Репина И.А., Садовский И.Н., Смирнов М.Т., Шарков Е.А., Чухарев А.М. Морская гидрофизическая платформа «Кацивели» как подспутниковый полигон на Черном море // Исследование Земли из космоса. 2009. № 1. С. 31–44.
- Садовский И.Н. Методика восстановления параметров спектра ветрового волнения на основе данных угловых радиополяриметрических измерений // Исследование Земли из космоса. 2008. № 6. С. 1–7.
- Садовский И.Н. Поляризационные радиотепловые методы в исследованиях параметров морского волнения: дис. канд. физ.-мат. наук. М., 2007. 184 с.
- Садовский И.Н., Кузьмин А.В., Поспелов М.Н. Исследование параметров спектра ветрового волнения по данным дистанционных радиополяриметрических измерений // Исследование Земли из космоса. 2009. № 2. С. 1–8.
- Apel J.R. An improved ocean surface wave vector spectrum // J. Geophysical Research. 1994. V. 99. P. 16.269–16.291.
- Donelan M.A., Pierson W.J.P. Radar scattering and equilibrium ranges in wind-generated waves with application to scatterometry // J. Geophysical Research. 1987. V. 92. P. 4971–5029.
- Elfouhaily Т., Chapron В., Katsaros К., Vandemark D. A unified directional spectrum for long and short wind-driven waves // J. Geophysical Research. 1997. V. 102. P. 15.781–15.796.
- Kudryavtsev V.N., Makin V.K., Chapron B. Coupled sea surface-atmosphere model. 2. Spectrum of short wind waves // J. Geophysical Research. 1999. Vol. 104. C4. P. 7625–7639.
- Kuzmin A., Pospelov M., Trokhimovskii Yu. Sea surface parameters retrieval by passive microwave polarimetry // Microwave Radiometry and Remote Sensing of the Earth’s Surface and Atmosphere / Eds. P. Pampaloni, S. Paloscia. VSP Intern. Science Publishers. Zeist, The Netherlands. 2000. P. 3–11.
- Pospelov M.N., De Biasio F., Goryachkin Y.N., Komarova N.Y., Kuzmin A.V., Pampaloni P., Repina I.A., Sadovsky I.N., Zecchetto S. Air–sea interaction in a coastal zone: The results of the CAPMOS'05 experiment on an oceanographic platform in the Black Sea // Atmospheric Research. 2009. Vol. 94. No. 1. P. 61–73.
- Trokhimovskii Yu.G. The model for microwave thermal emission of sea surface with waves // Earth Observation Remote Sensing. 1997. V. 1. P. 39–49.
- Wentz F.J. A model function for ocean microwave brightness temperature // J. Geophysical Research. 1983. V. 88. No. C3. P. 1892–1907.