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. 2008. В.5. Т.2. С. 192-198

Методика дистанционного определения характеристик ветрового волнения: 1. Расчет радиояркостных контрастов взволнованной водной поверхности

И.Н. Садовский 
Институт космических исследований РАН Владимирский Государственный Университет, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, 84/32 600026, Владимир, ул. Горького, 87
Серия работ «Методика дистанционного определения характеристик ветрового волнения» посвящена
вопросу создания методики нелинейной радиотепловой резонансной спектроскопии (НРРС). НРРС разра-
батывается с целью дистанционного определения характеристик спектра гравитационно-капиллярных волн
(ГКВ) на основе данных угловых радиополяриметрических измерений. В работах данной серии изложены
теоретические основы используемого метода (предложенного Ю.Г.Трохимовским в 1997), особенности его
программной и аппаратной реализации, представлен алгоритм проведения радиополяриметрических изме-
рений, результаты апробации методики в рамках международного натурного эксперимента «CAPMOS05»,
сравнения полученных результатов как с существующими моделями ветрового волнения, так и с данными
контактных измерений, выполненных посредством струнного волнографа.
В настоящей работе представлена методика расчета радиояркостных контрастов взволнованной водной
поверхности. Расчет вклада длинноволновых и коротковолновых компонент волнения выполняется отдель-
но, по методу Кирхгофа в приближении геометрической оптики и в соответствии с теорией «критических
явлений» в приближении метода малых возмущений, соответственно. Показано, что в данной постановке
вклад длинноволновых компонент волнения является функцией дисперсии их уклонов, а коротковолновые
компоненты могут быть рассчитаны по известному пространственному спектру возвышений морской по-
верхности. Анализ данных модельных расчетов показал, что рассмотренные в работе модели ветрового
волнения, в равной степени могут быть использованы для определения величины приращения яркостной
температуры взволнованной морской поверхности. Расхождения в оценке величины радиояркостных кон-
трастов измеренных экспериментально и рассчитанных в соответствии с моделями ветрового волнения,
являются следствием отличия реальных условий волнообразования (имеющих место в ходе натурного экс-
перимента) от модельных (закладываемых в модели значений разгона и т.п.).
Полный текст

Список литературы:

  1. Давидан И.Н., Лопатухин Л.И., Рожков В.А. Ветровое волнение в Мировом океане. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 256 с.
  2. Elfouhaily Т., Chapron В., Katsaros К., Vandemark D. A unified directional spectrum for long and short wind-driven waves // J. Geophysical Research. 1997. V. 102. P. 15781-15796.
  3. Trokhimovskii Yu.G., Irisov V.G., Westwater E.R., Fedor L.S., Leuski V.E. Microwave polarimetric measurements of the sea surface brightness temperature from a blimp during the Coastal Ocean Probing Experiment (COPE) // J. of Geophysical Research. 2000. V. 105. N° C3. P. 6501-6516.
  4. Ирисов В.Г. Исследование излучения электромагнитных волн периодически неровной по- верхностью: Препринт. М.: ИКИ АН СССР, 1984. Пр-944. 18 с.
  5. Кравцов Ю.А., Мировская Е.А., Попов А.Е., Троицкий И.А., Эткин В.С. Критические явле- ния при тепловом излучении периодически неровной водной поверхности // Известия АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1978. Т. 14. № 7. С. 733-739.
  6. Садовский И.Н., Кузьмин А.В., Поспелов М.Н., Александров Д.В. Исследование микровол- нового излучения взволнованной водной поверхности на гравитационно-капиллярных масштабах в лабораторных условиях: Препринт. М.: ИКИ РАН, 2003. Пр-2089. 44 с.
  7. Durden S.L., and Vesecky J.E. A physical radar cross section model for a wind driven sea with swell// IEEE Journal of Oceanic Engineering. 1986. V. 10(4). P. 445-451.
  8. Apel J.R. An improved ocean surface wave vector spectrum // J. Geophysical Research. 1994. V. 99. P. 16.269-16.291.
  9. Romeiser R., Alpers W., Wismann V. An improved composite surface model for the radar backscattering cross section of the ocean surface. 1. Theory of the model and optimization/validation by scatterometer data // J. Geophysical Research. 1997. V. 102. P. 25.237-25.250.