Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 1. С. 348-354
Об использовании РСА-изображений для оценки затухания длинных волн на поверхности океана в присутствии фрагментированного льда
О.А. Даниличева
1, 2 , С.А. Ермаков
1, 2, 3 , Г.Е. Хазанов
1, 2 1 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
2 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского , Нижний Новгород, Россия
3 Волжский государственный университет водного транспорта, Нижний Новгород, Россия
Одобрена к печати: 12.01.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-1-348-354
Предложена методика использования спутниковых радиолокационных изображений Sentinel-1 для оценки затухания длинных гравитационных волн в присутствии фрагментированного ледяного покрова. Методика основана на оценке флуктуаций удельной эффективной площади рассеяния (УЭПР), связанных с модуляцией мощности радиолокационного сигнала длинными океаническими волнами. На основе концепции модуляционно передаточной функции предполагается, что малые вариации УЭПР на масштабах длинных волн пропорциональны амплитуде последних. Затухание волн определённой длины, распространяющихся в заданном направлении, оценивается по изменению их амплитуды на разных участках радиолокационного изображения, направление распространения волн определяется из анализа двумерного спектра радиолокационного изображения морской взволнованной поверхности. С использованием данной методики получена оценка коэффициента затухания длинных гравитационных волн на фрагментированном льду по радиолокационному изображению района Атлантического океана вблизи юго-восточной части Гренландии. Показано, что полученная оценка хорошо согласуется с представленными в литературе данными контактных измерений.
Ключевые слова: РСА, радиолокационные изображения, затухание волн, лёд
Полный текстСписок литературы:
- Doble M. J., De Carolis G., Meylan M. H. et al. Relating wave attenuation to pancake ice thickness, using field measurements and model results // Geophysical Research Letters. 2015. V. 42. No. 11. P. 4473–4481. DOI: 10.1002/2015GL063628.
- Ermakov S. A., Kapustin I. A., Sergievskaya I. A. On peculiarities of scattering of microwave radar signals by breaking gravity-capillary waves // Radiophysics and Quantum Electronics. 2012. V. 55. No. 7. P. 453–461. DOI: 10.1007/s11141-012-9381-1.
- Hersbach H. CMOD5 An improved geophysical model function for ERS C-band scatterometry: Technical Memorandum. Reading, UK: ECMWF, 2003. V. 395. 50 p.
- Keller W. C., Plant W. J. Cross Sections and Modulation Transfer Functions at L-And Ku-bands Measured during the Toward Experiment // 12th Canadian Symp. Remote Sensing Geoscience and Remote Sensing Symp. IEEE, 1989. V. 5. P. 2985–2985. DOI: 10.1029/JC095iC09p16277.
- Kohout A. L., Williams M. J. M., Dean S. M., Meylan M. H. Storm-induced sea-ice breakup and the implications for ice extent // Nature. 2014. V. 509. No. 7502. P. 604–607. DOI: 10.1038/nature13262.
- 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: Oceans. 2003. V. 108. No. C3. P. 2–24. DOI: 10.1029/2001JC001003.
- Kwok R. Arctic sea ice thickness, volume, and multiyear ice coverage: losses and coupled variability (1958–2018) // Environmental Research Letters. 2018. V. 13. No. 10. Article 105005. DOI: 10.1088/1748-9326/aae3ec.
- McBean G., Alekseev G., Chen D. et al. Arctic Climate Impact Assessment: scientific report. Ch. 2: Arctic Climate: Past and Present. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2005. P. 22–60.
- Meylan M. H., Bennetts L. G., Mosig J. E. M. et al. Dispersion relations, power laws, and energy loss for waves in the marginal ice zone // J. Geophysical Research: Oceans. 2018. V. 123. No. 5. P. 3322–3335. DOI: 10.1002/2018JC013776.
- Plant W. J. The modulation transfer function: Concept and applications // Radar Scattering from Modulated Wind Waves: Proc. Workshop on Modulation of Short Wind Waves in the Gravity-Capillary Range by Non-Uniform Currents. Bergen aan Zee, The Netherlands, 24–26 May 1988. Springer Netherlands, 1989. P. 155–172. DOI: 10.1007/978-94-009-2309-6.
- Sergievskaya I. A., Ermakov S. A., Ermoshkin A. V. et al. Modulation of dual-polarized X-band radar backscatter due to long wind waves // Remote Sensing. 2019. V. 11. No. 4. Article 423. DOI: 10.3390/rs11040423.
- Wadhams P. Wave decay in the marginal ice zone measured from a submarine // Deep Sea Research. 1978. V. 25. No. 1. P. 23–40. DOI: 10.1016/S0146-6291(21)00004-7.
- Wadhams P., Squire V. A., Goodman D. J. et al. The attenuation rates of ocean waves in the marginal ice zone // J. Geophysical Research: Oceans. 1988. V. 93. No. C6. P. 6799–6818. DOI: 10.1029/JC093iC06p06799.
- Wright J. W., Plant W. J., Keller W. C., Jones W. L. Ocean wave‐radar modulation transfer functions from the West Coast Experiment // J. Geophysical Research: Oceans. 1980. V. 85. No. C9. P. 4957–4966. DOI: 10.1029/JC085iC09p04957.