Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
Архив конференций
Дополнительная информация
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:

Шестнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XVI.E.383

Лабораторные исследования влияния поверхностных пленок на профиль коротких поверхностных волн с использованием оптических и радиолокационных методов

Ермаков С.А. (1), Капустин И.А. (1), Сергиевская И.А. (1), Лазарева Т.Н. (1), Лещев Г.В. (1)
(1) Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
При исследовании проявлений органических пленок на морской поверхности в радиолокационных (РЛ) и оптических изображениях океана принципиально важным является анализ влияния пленок на особенности профиля коротких ветровых гравитационно-капиллярных волн, таких как паразитная капиллярная рябь и заострения гребней волн, которые можно рассматривать как результат микрообрушений волн, а также на опрокидывание волновых гребней (сильные обрушения). В настоящее времени в литературе большое внимание уделяется анализу влияния микро- и сильных обрушений на характеристики электромагнитных сигналов, рассеянных морской поверхностью. При этом динамика обрушений, особенно в присутствии пленок поверхностно-активных веществ, изучена слабо.
Исследования особенностей профиля поверхностных волн проводились в ходе лабораторных бассейновых экспериментов с использованием специально разработанного оптического метода визуализации взволнованной границы воды лазерным лучом ножевой формы. Продемонстрировано возбуждение капиллярной ряби (характерные длины волн порядка 5 мм) на переднем склоне коротких гравитационно-капиллярных волн с длинами порядка 10 см, для дм-волн (длины 20-30 см и более) паразитная капиллярная рябь выражена слабо или практически отсутствует, однако гребни волн характеризуются наличием участков с высокой кривизной (toe- структуры), либо опрокидыванием профиля. Получено, что при наличии пленки поверхностно-активного вещества даже с достаточно малой концентрацией, меньшей концентрации насыщенного мономолекулярного слоя, профиль коротких волн см-дм-диапазона длин сильно сглаживается, при этом амплитуды и наклоны волн изменяются незначительно. Наряду с оптической регистрацией профиля поверхностных волн проводилось их наклонное зондирование скаттерометром Ка-диапазона при разных поляризациях микроволнового излучения. Исследовались, в частности, интенсивность и доплеровский спектр РЛ сигнала при рассеянии на ветровых волнах при слабом и умеренном ветрах, имеющих спектр возвышений с максимумом соответственно в см- и дм-диапазонах. Получено, что в случае рассеяния на ветровых волнах с длинами около 10 см спектр имеет узкий пик на частоте, соответствующей фазовой скорости доминантных волн. При рассеянии на более длинных, дм- волнах наряду с увеличением доплеровского сдвига в соответствии со скоростью доминантных ветровых волн, наблюдается существенное уширение спектра. В результате экспериментов показано, что нелинейные структуры на профиле коротких волн оказывают определяющее влияние на характеристики РЛ сигнала, при сглаживании профиля волн в присутствии пленки наблюдается существенное уменьшение интенсивности РЛ сигнала.
Работа выполнена при поддержке проекта РФФИ 17-05-00448.

Ключевые слова: короткие ветровые волны, нелинейные структуры на профиле волн, доплеровский спектр, оптические и радиолокационные методы

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

260