Физические ограничения точности радиолокационного определения скорости приводного ветра

В настоящее время единственной возможностью получения в глобальном масштабе информации о ветре над морской поверхностью является определение скорости ветра с помощью средств дистанционного зондирования, размещенных на космических аппаратах. В основе этого способа лежит зависимость энергии рассеянного назад радиосигнала от уровня шероховатости морской поверхности, который, в свою очередь, зависит от скорости ветра.
Обычно в качестве оценки точности спутниковых измерений используется среднеквадратичная погрешность между значениями скорости ветра, определенными по данным радиолокационных измерений и измеренными с метеорологических буев. В настоящее время точность измерения скорости ветра составляет примерно 1.7-1.9 м/с. Она была достигнута уже в первых экспериментах, где в качестве единственного предиктора использовалось сечение обратного рассеяния, и для однопараметрических моделей не улучшена до сих пор. Полученная точность измерения определяется несколькими факторами. Технические факторы наряду с аппаратурной погрешностью включают несинхронность измерений и несовпадение местоположения буя с трассой спутника. К физическим факторам относится корректность алгоритма расчета скорости ветра по сечению обратного рассеяния. Еще один фактор связан со статистической обработкой результатов измерений: при дистанционном зондировании осреднение осуществляется по пространству, при измерениях с буев – по времени.
В настоящем сообщении анализируются физические ограничения, накладываемые на предельную точность радиолокационного определения скорости приводного ветра как при альтиметрических, так и при скаттерометрических измерениях. Погрешность определения скорости приводного ветра вызвана неоднозначной зависимостью тонкой топографической структуры морской поверхности, которую формируют короткие поверхностные волны, от скорости ветра. На имеющие небольшое время жизни короткие волны воздействует большое число разных по своей природе физических механизмов. Таким образом, сам существующий в настоящее время способ определения скорости ветра несет в себе неустранимую ошибку. Исключить эту ошибку можно, изменив алгоритм расчета, включив для этого большее число параметров, характеризующих структуру и динамику морской поверхности, которые можно определить средствами дистанционного зондирования.