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. 2017. Т. 14. № 3. С. 271-287

Моделирование микроволнового излучения взволнованной морской поверхности на основе экспериментальных данных

Д.С. Сазонов 1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 17.04.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-3-271-287
В настоящей работе представлена модель микроволнового излучения взволнованной водной поверхности MiROSE (Microwave Rough Ocean Surface Emission model), разработанная на основе экспериментальных исследований собственного радиотеплового излучения взволнованной водной поверхности на частоте 37,5 ГГц (длина волны ~8 мм). Экспериментальные данные получены на океанографической платформе в Черном море близ пос. Кацивели. Для разработки модели использованы данные, полученные в ходе экспериментов 2005 и 2007 годов. Для проверки разработанной модели использованы данные эксперимента 2009 года. Модель MiROSE представляет собой функциональную зависимость крутизны радиационно-ветровой характеристики от вертикального угла наблюдения, интервала скорости ветра и температуры воды. На основе данной модели можно рассчитать радиояркостный контраст и радиояркостную температуру взволнованной водной поверхности. Представленная модель применима в диапазоне температур воды от 12,5 до 25°С, скоростей ветра 3–13 м/с и вертикальных углов наблюдения 30–80 градусов от надира. В работе проведено сравнение модели MiROSE с другими моделями, описывающими излучение взволнованной водной поверхности в микроволновом диапазоне длин волн.
Ключевые слова: дистанционное зондирование, радиояркостная температура, радиояркостный контраст, моделирование, радиометр, микроволновое излучение, радиационно-ветровая зависимость, определение скорости ветра
Полный текст

Список литературы:

  1. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. 540 с.
  2. 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 гидрографическая платформа «Кацивели» как подспутниковый полигон на Черном море // Исслед. Земли из космоса. 2009. № 1. С. 31–44.
  3. Садовский И.Н., Шарков Е.А., Кузьмин А.В., Сазонов Д.С., Пашинов Е.В. Обзор моделей комплексной диэлектрической проницаемости водной среды, применяемых в практике дистанционного зондирования // Исслед. земли из космоса. 2014. № 6. С. 79–92.
  4. Садовский И.Н. Сравнение вариантов учета атмосферы при проведении подспутниковых радиополяриметрических измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 1. С. 190–199.
  5. Сазонов Д.С., Дулов В.А., Садовский И.Н., Чечина Е.В., Кузьмин А.В. Подспутниковые измерения асимметрии уклонов ветровых волн гравитационного диапазона // Украинский метрологический журнал. 2014. № 1. С. 54–58.
  6. Сазонов Д.С., Кузьмин А.В., Садовский И.Н. Экспериментальные исследования зависимости интенсивности радиотеплового излучения взволнованной морской поверхности от скорости приводного ветра // Исслед. Земли из космоса. 2016. № 1–2. С. 25–34.
  7. Сазонов Д.С. Корреляционный анализ экспериментальных дистанционных измерений и моделей микроволнового излучения взволнованной водной поверхности // Исслед. Земли из космоса. 2017. № 3 (в печати).
  8. Шарков Е.А. Радиотепловое дистанционное зондирование земли: Физические основы. в 2 т. М.: ИКИ РАН. 2014. Т. 1. 544 с.
  9. Apel J.R. An improved ocean surface wave vector spectrum // J. Geophys. Res. 1994. Vol. 99. No. С8. P. 16.269–16.291.
  10. Durden S.L., Vesecky J.F. A physical radar cross-section model for a wind-driven sea with swell // IEEE J. of Oceanic Engineering. 1985. Vol. OE-10. No. 4. P. 445451.
  11. Dzura M.S., Etkin V.S., Khrupin A.S., Pospelov M.N., Raev M.D. Radiometers-Polarimeters: Principles of Design and Applications for Sea Surface Microwave Emission Polarimetry // Int. Geosci. Remote Sensing Symp. (IGARSS`92) Digest, Houston, TX, USA. 1992. Vol. 2. P. 1432–1434.
  12. Elfouhaily Т., Chapron В., Katsaros К., Vandemark D. A unified directional spectrum for long and short wind-driven waves // J. Geophys. Res. 1997. Vol. 102. No. С7. P. 15.781–15.796.
  13. Meissner Th., Wentz F.J. The emissivity of the ocean surface between 6 and 90 GHz over a large range of wind speeds and Earth incident angles // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2012. Vol. 50. No. 8. P. 3004–3026.