Оценка возможностей определения параметров снежного покрова на местности с рельефом и в лесу радарами с синтезированной апертурой

Спутниковое радарное зондирование снежного покрова на земной поверхности является перспективным методом диагностики снежного покрова на обширных и труднодоступных территориях, таких, как гористая или лесистая местность. Микроволновое зондирование позволяет измерить глубину снега и водный эквивалент снега, поскольку микроволны проникают через толщу снежного покрова в отличие от оптического излучения, которое определяет только границы снежного покрытия. Ранее, в работе (Дагуров и др., 2018) была рассмотрена модель обратного рассеяния микроволн от снежного покрова на основе приближения метода малых возмущений для плоских в среднем границ раздела «воздух – снег» и «снег – земля». В настоящей работе эти результаты обобщаются на случай, когда земная поверхность имеет неровный рельеф, а толщина снежного покрова является случайной величиной. В докладе также проведены оценки чувствительности радарного сигнала различных частотных диапазонов к вариациям параметров снежного покрова в лесу. Выполнен анализ различных вариантов моделирования обратного рассеяния от системы "земля - снег - лес" в предположении, что снег является сплошной однородной средой и объемное рассеяние отсутствует. Это справедливо в C– и L– диапазонах, когда размеры снежных частиц много меньше длины волны. Проведена количественная оценка волны обратного рассеяния от границы «воздух – снег». Поле обратного рассеяния в случае снежного покрова в лесу является суммой волн, рассеянных поверхностными неровностями и объемными элементами растительности. Результирующее поле образуется в результате сложения этих волн. В докладе приведены расчетные зависимости и экспериментальные данные в C- и L- диапазонах, полученные, соответственно, космическими радарами с синтезированной апертурой Sentinel-1 и ALOS PALSAR - 2, показывающие влияние рельефа и леса на возможности восстановления параметров снежного покрова.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 18-05-01051 А).