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. 2021. Т. 18. № 2. С. 251-257

Определение функции углового распределения энергии гравитационно-капиллярных волн по данным дистанционного зондирования в СВЧ-диапазоне

А.С. Запевалов 1 
1 Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия
Одобрена к печати: 09.03.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-2-251-257
Анализируются возможности и ограничения построения функции углового распределения энергии гравитационно-капиллярных волн по данным дистанционного зондирования в СВЧ диапазоне. Анализ проводится в рамках двухмасштабной модели резонансного (брегговского) рассеяния радиоволн на шероховатой поверхности. Основным физическим фактором, искажающим расчётную функцию углового распределения энергии, является присутствие длинных, по сравнению с резонансными, волн. Вследствие этого резонансные волны распространяются по криволинейной поверхности, что, в свою очередь, приводит к изменению локального угла падения. Численные оценки эффектов, создаваемых длинными волнами, получены для случая, когда зондирование проводится в С-диапазоне. Показано, что присутствие длинных волн приводит к более узконаправленному распределению волновой энергии, чем реальное распределение гравитационно-капиллярных волн. Данный эффект при зондировании на вертикальной поляризации проявляется сильнее, чем на горизонтальной. С ростом угла падения влияние длинных волн на расчётные значения функции углового распределения быстро уменьшается. Эффект длинных волн необходимо учитывать при средних и высоких скоростях ветра.
Ключевые слова: дистанционное зондирование, резонансное рассеяние, морская поверхность, угловое распределение энергии, уклон, длинные волны
Полный текст

Список литературы:

  1. Запевалов А. С. Моделирование брегговского рассеяния электромагнитного излучения сантиметрового диапазона морской поверхностью. Влияние волн более длинных, чем брегговские составляющие // Изв. Российской акад. наук. Физика атмосферы и океана. 2009. Т. 45. № 2. С. 266–275.
  2. Запевалов А. С. Влияние асимметрии и эксцесса распределения возвышений взволнованной морской поверхности на точность альтиметрических измерений ее уровня // Изв. Российской акад. наук. Физика атмосферы и океана. 2012. Т. 48. № 2. С. 224–231.
  3. Запевалов А. С. Определение статистических моментов уклонов морской поверхности оптическими сканерами // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30. № 9. С. 789–793.
  4. Запевалов А. С. Распределение дисперсии уклонов морской поверхности по пространственным диапазонам, создающих их волн // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 1. С. 211–219.
  5. Караев В. Ю., Каневский М. Б., Мешков Е. М., Титов В. И., Баландина Г. Н. Измерение дисперсии наклонов водной поверхности радиолокационными методами: проверка алгоритмов // Изв. высш. учеб. заведений. Радиофизика. 2008. Т. 51. № 5. С. 399–412.
  6. Монин А. С., Красицкий В. П. Явления на поверхности океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 375 с.
  7. Apel J. R. An improved model of the ocean surface wave vector spectrum and its effects on radar backscatter // J. Geophysical Research. 1994. V. 99. No. C8. P. 16269–16291.
  8. Bakhanov V. V., Demakova A. A., Korinenko A. E., Ryabkova M. S., Titov V. I. Estimation of the wind wave spectra with centimeters-to-meter lengths by the sea surface images // Physical Oceanography. 2018. No. 3. pp. 177–190. URL: http://physical-oceanography.ru/repository/2018/3/2.html.
  9. Cox C., Munk W. Measurements of the roughness of the sea surface from photographs of the sun glitter // J. Optical Society of America. 1954. V. 44. No. 11. P. 838–850.
  10. Gómez-Enri J., Gommenginger C. P., Srokosz M. A., Challenor P. G. Measuring global ocean wave skewness by retracking RA-2 Envisat waveforms // J. Atmospheric Oceanic Technology. 2007. V. 24. P. 1102–1116.
  11. Kudryavtsev V., Hauser D., Caudal G., Chapron B. A semiempirical model of the normalized radar cross-section of the sea surface — 1. Background model // J. Geophysical Research. 2003. V. 108. No. C3. Art. No. 8054. 24 p. DOI: 10.1029/2001JC001003.
  12. Plant W. J. A two-scale model of short wind generated waves and scatterometry // J. Geophysical Research. 1986. V. 91. No. С9. P. 10735–10749.
  13. Queffeulou P. Long-term validation of wave height measurements from altimeters // Marine Geodesy. 2004. V. 27. P. 495–510.
  14. Stopa J. E., Ardhuin F., Chapron B., Collard F. Estimating wave orbital velocity through the azimuth cutoff from space-borne satellites // J. Geophysical Research: Oceans. 2015. V. 120. No. 11. P. 7616–7634.
  15. Thompson D., Elfouhaily T., Chapron B. Polarization ratio for microwave backscattering from the ocean surface at low to moderate incidence angles // IEEE Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. (IGARSS’98): Proc. Seattle, USA. 1998. V. 3. P. 1671–1673. DOI: 10.1109/IGARSS.1998.692411.
  16. Valenzuela G. Theories for the interaction of electromagnetic and ocean waves — A review // Boundary-Layer Meteorology. 1978. V. 13. No. 1–4. P. 61–85.
  17. Zhou X., Chong J., Bi H., Yu X., Shi Y., Ye X. Directional spreading function of the gravity-capillary wave spectrum derived from radar observations // Remote Sensing. 2017. V. 9. No. 4. P. 361.