Материалы 17-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, ИКИ РАН, 2019 год

(http://conf.rse.geosmis.ru)

Восстановление зависимости УЭПР от параметров пограничного слоя в тропических циклонах на основе совмещения данных дистанционного зондирования с радиометрическими данными SFMR

Поплавский Е.И. (1), Русаков Н.С. (1), Ермакова О.С. (1), Троицкая Ю.И. (1), Сергеев Д.А. (1), Баландина Г.Н. (1)
(1) ИПФ РАН, Нижний Новгород, Россия
Одной из ключевых задач, способствующих пониманию процессов, протекающих в системе океан-атмосфера является исследование зависимости радиолокационного сигнала, рассеянного взволнованной водной поверхностью, от направления и скорости приповерхностного ветра. Важным приложением дистанционного зондирования является определение зависимости УЭПР взволнованной водной поверхности от параметров атмосферного пограничного слоя в ураганных условиях для уменьшения рисков, связанных с экстремальными погодными явлениями, при которых развиваются штормовые и ураганные ветра. Однако существует проблема восстановления параметров приводного ветра при сильных ветрах из-за явления насыщения рассеянного СВЧ-сигнала на соосной поляризации при скоростях ветра, превышающих 20 м/с. Недавние исследования продемонстрировали, что зависимость УЭПР, полученная на перекрестной поляризации, сохраняет чувствительность к скорости ветра при высоких скоростях ветра. Наряду с этой проблемой существует также проблема недостатка измерений (в частности, натурных) в областях с высокими значениями скорости ветра в связи с техническими сложностями, возникающими при проведении подобных измерений. В этом смысле большим преимуществом обладают дистанционные методы диагностики в связи с их всепогодностью. Для калибровки данных дистанционного зондирования требуется проводить их совмещение с данными альтернативных измерений. В данной работе проводилось совмещение кросс-поляризованных РСА-изображений со спутника Sentinel-1 с данными с падающих GPS-зондов. Однако их корректное сопоставление затруднено, поскольку они разнесены во времени и пространстве. В связи с этим количество данных, пригодных для анализа, весьма ограничено, что вынуждает искать новые источники данных для обработки. На борту исследовательских самолетов NOAA, ведущих сброс GPS-зондов, также установлен шестиканальный радиометр SFMR, измеряющий излучательную способность поверхности океана под самолетом. Таким образом, появляется возможность связать радиометрические измерения SFMR с параметрами атмосферного пограничного слоя в урагане, восстановленными из профилей скорости ветра, поскольку они проводятся максимально близко во времени и пространстве. Используя эту связь, было произведено совмещение данных SFMR и радиолокационных изображений урагана для уточнения полученной зависимости УЭПР от параметров пограничного слоя.
Работа выполнена при поддержке проекта РФФИ № 19-05-00249, 19-05-00366, 18-35-20068.

Ключевые слова: рассеяние радиоволн на морской поверхности, согласованная и ортогональная поляризация, шторм, ураган, микроволновое дистанционное зондирование, поляризация, пограничные слои атмосферы и океана, скорость ветра, касательное турбулентное напряжение ветра
Литература:
  1. [1] Кандауров А.А., Троицкая Ю.И., Сергеев Д.А., Вдовин М.И., Байдаков Г.А. Среднее поле скорости воздушного потока над поверхностью воды при лабораторном моделировании штормовых и ураганных условий в океане // Известия РАН Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50. № 4. С. 455.
  2. [2] Hwang P.A., Stoffelen A., Zadelhoff G.-J., Perrie W., Zhang B., Li H., Shen H. Cross-polarization geophysical model function // J. Geophys. Res. 2015. V.120. P.893.
  3. [3] Troitskaya Y., Abramov V., Baidakov G., Ermakova O., Zuikova E., Sergeev D., Ermoshkin A., Kazakov V., Kandaurov A., Rusakov N., Poplavsky E., Vdovin M. Cross-Polarization GMF for High Wind Speed and Surface Stress Retrieval // Journal of Geophysical Research: Oceans. 2018. V.123. No. 8. P. 5842-5855.

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

206