Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 187-194
Использование данных орбитального дождевого радиолокатора Ku-диапазона для исследования изменения дисперсии наклонов крупномасштабного волнения в слике
М.А. Панфилова
1 , В.Ю. Караев
1 1 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
Одобрена к печати: 25.09.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-187-194
В Мексиканском заливе на нефтедобывающей платформе DeepWater Horizon 20 апреля 2010 г. произошла авария, которая стала крупнейшей в истории. В результате на поверхности залива образовалась нефтяная плёнка площадью порядка нескольких тысяч квадратных километров. Для мониторинга ситуации использовались данные спутников в оптическом диапазоне и радиолокационные изображения, полученные радиолокатором с синтезированной апертурой. Сформировавшееся в Мексиканском заливе нефтяное пятно было настолько большим, что впервые для исследования сликов можно было использовать данные орбитального дождевого радиолокатора с разрешением около 5 км. Построена зависимость контраста (отношения сечения обратного рассеяния в слике к сечению обратного рассеяния на чистой воде) от угла падения. В рамках двухмасштабной модели рассеивающей поверхности в приближении касательной плоскости определяются дисперсия наклонов крупномасштабного волнения и сечение обратного рассеяния при нулевом угле падения в полосе обзора радиолокатора. В работе проводится сопоставление пространственного распределения дисперсии наклонов крупномасштабного волнения, восстановленного в полосе обзора дождевого радиолокатора (Ku-диапазон), с оптическими и радиолокационными изображениями нефтяного слика. Построена зависимость дисперсии наклонов крупномасштабного волнения от скорости ветра в слике, аналогичная известной зависимости для дисперсии наклонов в оптическом диапазоне.
Ключевые слова: нефтяное загрязнение, дисперсия наклонов, дождевой радиолокатор
Полный текстСписок литературы:
- Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. М.: Наука, 1972. 424 с.
- Данилычев М.В., Кутуза Б.Г., Николаев А.Г. Развитие радиационной модели взволнованной морской поверхности на основе данных эксперимента по измерению рассеянного СВЧ радиоизлучения Солнца // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2006. Т. 2. № 3. С. 68–85.
- Караев В.Ю., Панфилова М.А., Баландина Г.Н., Чу К. Восстановление дисперсии наклонов крупномасштабных волн по радиолокационным измерениям в СВЧ-диапазоне // Исследование Земли из космоса. 2012. № 4. С. 62–77.
- Лаврова О.Ю., Костяной А.Г. Катастрофический разлив нефти в Мексиканском заливе в апреле-мае 2010 г. // Исследование Земли из космоса. 2010. № 6. С. 67–72.
- Лаврова О.Ю., Митягина М.И. Нефтяные загрязнения морской поверхности: взгляд из космоса // Природа. 2015. № 9. С. 83–89.
- Панфилова М.А., Караев В.Ю. Использование данных морских буев для оценки дисперсии наклонов крупномасштабного волнения для Ku- и Ka-диапазонов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 6. С. 119–134.
- Chu X., He Y., Chen G. Asymmetry and anisotropy of microwave backscatter at low incidence angles // Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2012. Vol. 50. No. 10. P. 4014–4024.
- Cox C., Munk W. Slopes of the sea surface deduced from photographs of sun glitter // Bull. Scripps Institution of Oceanography. 1956. Vol. 6. P. 401–488.
- Danilytchev M.V, Kutuza B.G., Nikolaev A.G. The application of sea wave slope distribution empirical dependences in estimation of interaction between microwave radiation and rough sea surface // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2009. Vol. 47. P. 652–661.
- Johnson J.W., Croswell W.F. Characteristics of 13.9 GHz radar scattering from oil films on the sea surface // Radio science. 1982. Vol. 11. No. 3. P. 611–617.
- Kudryavtsev V.N., Chapron B., Myasoedov A.G., Collard F., Johannessen J.A. On dual co-polarized SAR measurements of the ocean surface // IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. 2013. Vol. 10. No. 4. P. 761–765.
- Zhang B., Perrie W., Li X., Pichel W.G. Mapping sea surface oil slicks using Radarsat 2 quad-polarization SAR image // Geophysical Research Letters. 2011. Vol. 120. No. 9. P. 6164–6184.