Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 14–18 ноября 2022 г.

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

XX.E.357

К вопросу об азимутальной зависимости сечения обратного рассеяния при малых углах падения

Ковалдов Д.А. (1), Рябкова М. С. (1), Титченко Ю.А. (1), Караев В.Ю. (1), Понур К.А. (1), Мешков Е. М. (1), Зуйкова Э.М. (1)
(1) Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
При малых углах падения электромагнитного излучения на морскую поверхность доминирующим механизмом обратного рассеяния является квазизеркальное рассеяние и отражение происходит от участков волнового профиля, ориентированных перпендикулярно падающему излучению. Для количественного описания отраженного сигнала применяется метод Кирхгофа, который в явном виде связывает статистические характеристики поверхностного волнения и мощность отраженного сигнала.
Волновой скаттерометр SWSIM впервые выполняет измерения под разными азимутальными углами при малых углах падения. Был предложен алгоритм оценки дисперсии уклонов крупномасштабного, по сравнению с длиной волны излучения, волнения по азимутальной зависимости [1, 2] для морского волнения.
Можно предположить, что параметры ветрового волнения, сформировавшегося в речных условиях, существенно отличаются от параметров морского волнения. Для исследования этого вопроса был проведен цикл измерений доплеровским радиолокатора Ka-диапазона, установленным на метромосте через реку Ока в черте г. Нижний Новгород. Целью эксперимента была проверка работоспособности разработанного алгоритма и измерение дисперсии уклонов крупномасштабного волнения, сформировавшегося на речном течении.
В ходе эксперимента измерялась зависимость мощности отраженного сигнала от азимутального угла для разных углов падения. Для определения дисперсии уклонов использовалась азимутальная зависимость сечения обратного рассеяния, измеренная при одном угле падения. Было показано, что по сравнению с морским волнением, глубина азимутальной «модуляции» дисперсии уклонов крупномасштабного волнения больше для волнения на реке.
Проведенное сравнение дисперсии уклонов крупномасштабного волнения, восстановленной новым алгоритмом, с результатами обработки известным алгоритмом, использующим зависимость сечения обратного рассеяния от угла падения, подтвердило эффективность нового подхода. В ходе дальнейших исследования планируется сравнить дисперсии уклонов крупномасштабного волнения в Ka- и X-диапазонах.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект 20-17-00179).

Ключевые слова: малые углы падения, радиолокатор СВЧ-диапазона, эксперимент, азимутальная зависимость сечения обратного рассеяния, поверхностное волнение
Литература:
  1. V.Yu.Karaev, M.A.Panfiliva, M.S.Ryabkova, Yu.A.Titchenko, E.M.Meshkov, X.Li, Retrieval of the two-dimensional slope field by the SWIM spectrometer of the CFOSAT satellite: discussion of the algorithm, Russian journal of Earth Sciences, 2021, v. 21, N 6, doi:10.2205/2021ES000784
  2. В.Ю.Караев,М.А.Панфилова,М.С.Рябкова, Ю.А.Титченко, X.Li, Новый алгоритм определения дисперсии уклонов морского волнения: теоретический подход, Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2021, т. 18, № 6, стр. 74-84

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Ковалдов Д.А., Рябкова М.С., Титченко Ю.А., Караев В.Ю., Понур К.А., Мешков Е.М., Зуйкова Э.М. К вопросу об азимутальной зависимости сечения обратного рассеяния при малых углах падения // Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2022. C. 173. DOI 10.21046/20DZZconf-2022a

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

173