Исследование пространственной структуры азимутальной анизотропии собственного излучения водной поверхности по данным эксперимента 2019 года.

Дистанционное зондирование Земли из космоса, а в особенности, микроволновая радиометрия – эффективный инструмент решения как научных, так и практических задач: прогнозирование погоды, предупреждения стихийных бедствий, мониторинг и предупреждение катастроф и многих других. Так же микроволновая радиометрия – уникальный способ научного познания нашей природы в целом, это климатические, экологические и фундаментальные исследования, направленные на изучение общей теории излучения водной поверхности.
Одной из важных задач является восстановление скорости и направления приводного ветра по радиополяриметрическим измерениям. Это возможно благодаря открытому в 70-е годы эффекту азимутальной анизотропии в собственном микроволновом излучении взволнованной водной поверхности. Суть данного эффекта заключается в том, что собственное микроволновое излучение воды изменяется при изменении азимутального угла наблюдения (угол между направлением ветра и направлением визирования).
Наиболее востребованной для определения направления ветра является модель азимутальной анизотропии собственного излучения взволнованной водной поверхности. Исследование данного эффекта очень важно и с теоретической точки зрения. Его исследование необходимо для построения общей теории излучения водной поверхности, разработки которой ведутся в настоящее время и для расширения наших знаний об особенностях, как данного эффекта, так и собственного излучения водной поверхности в целом. С практической точки зрения исследование эффект азимутальной анизотропии необходимо для уточнения зависимостей используемых при анализе экспериментальных данных; также для разработки модельных зависимостей необходимых для анализа данных дистанционного зондирования, полученных на произвольном вертикальном угле визирования. Последнее открывает перспективы для анализа данных отечественных спутниковых радиометров, например радиометров серии МТВЗА (Микроволновый Температурно-Влажностный Зондировщик Атмосферы), а также для разработки и запуска новых (отечественных) радиометрических комплексов.
В представленной работе проведено исследование пространственной структуры азимутальной анизотропии, проведен анализ новых экспериментальных данных, полученных на океанографической платформе в сентябре 2019 года. Особенностью данного эксперимента является использование пары радиополяриметрических приемников с частотой принимаемого излучения 37ГГц (длина волны ~8мм), что позволило вдвое увеличить объем экспериментального материала и повысить точность оценок азимутальных вариаций радиоизлучения. Измерения проведены под различными углами наклона к водной поверхности (от 10 до 65 градусов от надира), что позволит более детально исследовать пространственную структуру эффекта азимутальной анизотропии. Для каждого из вертикальных углов наблюдения были проведены соответствующие (зеркальные) измерения излучения атмосферы, необходимые для устранения влияния переотраженного излучения. В течение эксперимента были проведены измерения при различных метеоусловиях и состоянии водной поверхности, что позволит оценить ветровые и метео зависимости.
Так же в работе проведено сравнение полученных азимутальных зависимостей с предыдущими экспериментальными исследованиями и модельными расчетами.

Работа выполнена при поддержке темы «Мониторинг» (Государственное задание № 01.20.0.2.00164)", гранта РФФИ № 18-02-01009-а.