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
Ваш e-mail:
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. 2024. Т. 21. № 1. С. 257-269

Модельные эксперименты по исследованию влияния пластикового мусора на водной поверхности на характеристики радиолокационных сигналов Ka-диапазона

С.А. Ермаков 1, 2 , В.А. Доброхотов 1 , Г.В. Лещев 1 , О.А. Даниличева 1 , Л.М. Плотников 1 
1 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
2 Волжский государственный университет водного транспорта, Нижний Новгород, Россия
Одобрена к печати: 04.12.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-1-257-269
Проблема загрязнения океана пластиковым мусором (ПМ) и развития физических основ его дистанционной, в том числе радиолокационной, диагностики приобрела в последние годы исключительную важность. В настоящей статье на примере полиэтиленовых плёнок, плавающих на водной поверхности, представлены результаты первых специальных натурных экспериментов по исследованию влияния ПМ на характеристики радиолокационных сигналов микроволнового диапазона. Радиолокационное зондирование выполнено с использованием доплеровского скаттерометра Ka-диапазона, установленного на движущемся маломерном судне, при средних углах падения микроволн, на вертикальной и горизонтальной поляризации, под углом к ветру и поперёк ветра. Коэффициент затухания ветровых волн при прохождении ими области, занятой плёнкой, измерен с использованием миниатюрных акселерометров. Обнаружено значительное (в единицы – десятки раз) ослабление интенсивности радиолокационного сигнала в подветренной по отношению к плёнке области волнения — эффект «следа» ПМ; показано, что величина эффекта зависит от азимутального угла, под которым проводится зондирование. Предложено качественное физическое объяснение затухания ветровых волн на плёнке и эффекта радиолокационного следа ПМ.
Ключевые слова: пластиковый мусор, ветровые волны, радиолокация, полиэтиленовая плёнка, радиолокационный след пластикового мусора
Полный текст

Список литературы:

  1. Ермаков С. А. Влияние плёнок на динамику гравитационно-капиллярных волн. Н. Новгород: ИПФ РАН, 2010. 163 с.
  2. Arii M., Koiwa M., Aoki Y. Applicability of SAR to Marine Debris Surveillance after the Great East Japan Earthquake // IEEE J-STARS. 2014. V. 7. No. 5. DOI: 10.1109/JSTARS.2014.2308550.
  3. Bremer T. Tracing waves to find phantom plastic // TU Delft. 2022. https://www.tudelft.nl/en/stories/articles/tracing-waves-to-find-phantom-plastic.
  4. Chubarenko I., Esiukova E., Khatmullina L. et al. From macro to micro, from patchy to uniform: Analyzing plastic contamination along and across a sandy tide-less coast // Marine Pollution Bull. 2020. V. 156. Article 111198. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2020.111198.
  5. Ermakov S., Khazanov G. Resonance damping of gravity-capillary waves on water covered with a visco-elastic film of finite thickness. A reappraisal // Physics of Fluids. 2022. V. 34. Article 092107. https://doi.org/10.1063/5.0103110.
  6. Ermakov S., Sergievskaya I., Dobrokhotov V., Lazareva T. (2022a) Wave Tank Study of Steep Gravity-Capillary Waves and Their Role in Ka-Band Radar Backscatter // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2022. V. 60. Article 4202812. P. 1–12. DOI: 10.1109/tgrs.2021.3086627.
  7. Ermakov S. A., Sergievskaya I. A., Plotnikov L. M. et al. (2022b) New Features of Bragg and Non-Polarized Radar Backscattering from Film Slicks on the Sea Surface // J. Marine Science Engineering. 2022. V. 10. Article 1262. https://doi.org/10.3390/jmse10091262.
  8. Plant W. J. A relationship between wind stress and wave slope // J. Geophysical Research. 1982. V. 87. P. 1961–1967. https://doi.org/10.1029/JC087iC03p01961.
  9. Salgado-Hernanz P. M., Bauzà J., Alomar C. et al. Assessment of marine litter through remote sensing: recent approaches and future goals // Marine Pollution Bull. 2021. V. 168. Article 112347. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2021.112347.
  10. Serafino F., Bianco A. Use of X-Band Radars to Monitor Small Garbage Islands // Remote Sensing. 2021. V. 13. Article 3558. DOI: 10.3390/rs13183558.
  11. Simpson M., Marino A., de Maagt P. et al. Monitoring of Plastic Islands in River Environment Using Sentinel-1 SAR Data // Remote Sensing. 2022. V. 14. Article 4473. DOI: 10.3390/rs14184473.
  12. Zettler E. R., Mincer T. J., Amaral-Zettler L. A. Life in the “Plastisphere”: Microbial communities on plastic marine debris // Environmental Science and Technology. 2013. V. 47. P. 7137–7146. DOI: 10.1021/es401288x.