Натурные исследования проявления неоднородных течений, связанных с особенностями рельефа дна, на радиолокационных панорамах

В работе представлены результаты комплексных подспутниковых измерений, проведенных в акватории Белого моря в 2010 – 2011 годах в летний период и в акватории Черного моря в 2015 году. Для исследований выбирались районы, содержащие такие особенности рельефа дна как подводные горки и свалы глубин. Полигоны располагались на юге и юго-востоке от Соловецкого острова в Белом море и в районе г. Феодосия в Черном море с уединенной подводной возвышенностью. Основное внимание при проведении исследований уделялось трансформации ветровых волн в поле неоднородных течений. Неоднородные течения формируются при обтекании рельефа дна приливным или фоновым течением. Для районов Белом море характерные скорости приливных течений составляют 0.5 – 2 м/с, в Черном море - до 0.5 м/с. Проводились одновременные измерения профиля течения, параметров атмосферы и характеристик поверхностного волнения. В качестве радиолокационных средств на борту судна использовались 3 см и 8 мм скаттерометры (горизонтальная или вертикальная поляризации, в зависимости от установки), а также 3 см радиолокационная станция (горизонтальная поляризация) на базе судового радара. При совместном анализе данных контактных измерений и данных радиолокационного зондирования установлено, что наблюдаемые особенности на радиолокационных панорамах связаны с неоднородностями поля течений, вызванными неоднородностями рельефа дна. Полученные данные сопоставлялись со спутниковыми радиолокационными панорамами, сделанными во время рабочих галсов, которые были получены с немецкого спутника TerraSAR-X на двух поляризациях: вертикальной (VV) и горизонтальной (HH). Для обработки спутниковых данных был применен метод, позволяющий при наличии панорам на VV и HH поляризациях разделить резонансную (брэгговскую) и зеркальную компоненты отраженного от морской поверхности радиолокационного сигнала. Брэгговская компонента связана с шероховатостью морской поверхности, в то время как зеркальная компонента связана с обрушивающимися волнами. Таким образом, выделив зеркальную компоненту отраженного от морской поверхности сигнала, можно выделить районы морской поверхности с интенсивным обрушением морских волн. Анализ результатов обработки спутниковых радиолокационных панорам и измерений с борта корабля показал, что наличие неоднородного течения приводит к изменению интенсивности обрушивающихся волн. При этом области наблюдения характерных особенностей на спутниковых радиолокационных панорамах хорошо согласуется с особенностями рельефа дна. Полученные результаты представляют интерес для задач модернизации теоретических моделей трансформации поверхностного волнения в поле неоднородных течений. Также полученные результаты можно использовать для решения обратной задачи радиолокационного зондирования – дистанционного определения параметров подповерхностных процессов.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 15-05-07726.