О возможности определения скорости течения на морской поверхности доплеровскими радиолокаторами СВЧ диапазона

В докладе рассмотрена методика определения скорости и направления поверхностного течения по измерениям скоростных радиолокационных панорам доплеровскими радиолокаторами СВЧ диапазона. На основе результатов численного моделирования доплеровской скорости Брэгговских волн в поле ветрового волнения и течения определен диапазон дальностей для измерения скорости поверхностного течения, при котором можно не учитывать эффект затенения участков морской поверхности гребнями волн. Сделаны оценки влияния данного эффекта на больших дальностях. Проведены продолжительные натурные эксперименты, в ходе которых предлагаемая методика была проверена. Скорость и направление поверхностного течения вычислялись как векторная сумма скорости течения водной толщи и 3% скорости ветра, при этом одновременно измерялись скоростные радиолокационные панорамы морской поверхности. Показано, что при зондировании навстречу ветру/волнению средние скорости рассеивающих СВЧ радиоволны элементов морской поверхности существенно выше предсказаний двухмасштабной модели рассеивания, учет которых, для восстановления скорости поверхностного течения, был проведен эмпирически. При зондировании по ветру/волнению наблюдалось хорошее согласие с результатами моделирования. Корреляционный анализ поверхностного течения, вычисленного через гидрометеорологические параметры и по скоростным радиолокационным панорамам, продемонстрировал максимальный коэффициент корреляции для величины скорости 0,88 со среднеквадратичной ошибкой 8 см/с, а для направления – 0,98 со среднеквадратичной ошибкой 14 градусов. Отмечается, что пленочные слики на морской поверхности приводят к существенному уменьшению усредненной доплеровской скорости, что может выступать дополнительным критерием при дистанционном обнаружении разливов нефти и нефтепродуктов. Полученные результаты опубликованы в работе [1].
[1] Ермошкин А.В., Капустин И.А., Мольков А.А., Богатов И.А. Определение скорости течения на морской поверхности доплеровским радиолокатором X-диапазона // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2020. Т. 13. № 3. С. 93-103. DOI: 10.7868/S2073667320030089