Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 16–20 ноября 2020 г.

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

XVIII.E.598

Моделирование обратного рассеяния микроволнового излучения от различных типов морского льда

Фомин Б. А. (1), Чечин Д. Г. (1,2), Малашевич С. В. (1), Родин А. В. (1)
(1) Московский физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный, Россия
(2) Институт физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН, Москва, Россия
Разработана модель для расчета удельной эффективной площади рассеяния различных типов морского льда в микроволновом диапазоне спектра. В основе модели лежит решение уравнения переноса излучения в толще снега и льда методом Монте-Карло. При этом предполагается случайная ориентация воздушных включений и рассолов, и для описания матрицы рассеяния в толще снега и льда используются приближения Рэлея и Ми. Рассеяние на крупных неровностях поверхности, например на гранях льдин в зоне торошения, описывается в явном виде с помощью методов геометрической оптики. Именно для поверхностей со сложной геометрией, таких как торосы и стамухи, метод Монте-Карло наиболее эффективен. Для описания рассеяния на мелкой шероховатости применяются как приближенные аналитические методы (метод физической оптики, интегрального уравнения, малых возмущений), так и прямое численное моделирование с помощью метода конечных объемов, в результате которого создана заранее рассчитанная библиотека рассеивающих свойств поверхности, к которой обращается модель Монте-Карло. Комплексная диэлектрическая постоянная льда рассчитывается по формуле смеси (модель Польдера-Ван Зантена-Де Лоора) и зависит, таким образом, от температуры, солености и плотности льда. Для случаев горизонтально-однородной снежно-ледяной толщи продемонстрировано хорошее согласие результатов расчетов с результатами более простых и широко применяемых моделей однократного рассеяния (Kim et al., 1985), а также с результатами модели Snow Microwave Radiative Transfer Model (SMRT) (Picard et al., 2018). Разработанная модель может быть использована как вспомогательный инструмент при обработке и интерпретации радиолокационных изображений морского льда, а также при решении обратной задачи восстановления свойств морского льда по радиолокационным изображениям.

Ключевые слова: модель обратного рассеяния, метод Монте-Карло
Литература:
  1. Kim, Y.-S., R. K. Moore, R. G. Onstott, S. P. Gogineni. Towards identification of optimum radar parameters for sea-ice monitoring // Journal of Glaciology. 1985. Vol. 31(109). P. 214-219.
  2. Picard, G., Sandells, M., Löwe, H. SMRT: an active–passive microwave radiative transfer model for snow with multiple microstructure and scattering formulations (v1.0) // Geosci. Model Dev. 2018. Vol. 11. P. 2763–2788.


Ссылка для цитирования: Фомин Б.А., Чечин Д.Г., Малашевич С.В., Родин А.В. Моделирование обратного рассеяния микроволнового излучения от различных типов морского льда // Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2020. C. 262. DOI 10.21046/18DZZconf-2020a

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

262