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)

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

XIX.E.276

Сравнительный анализ возможностей дождевого радиолокатора спутника GPM и спектрометра SWIM при решении задачи мониторинга ледяного покрова
на примере Охотского моря

Караев В.Ю. (1), Панфилова М. А. (1), Титченко Ю.А. (1), Рябкова М. С. (1), Мешков Е. М. (1), Митник Л.М. (1), Ковалев С.М. (2)
(1) Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
(2) Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ), Санкт-Петербург, Россия
Данные орбитальных радиолокаторов применяются для решения задач дистанционного зондирования морской поверхности и получения информации о поле приводного ветра, параметрах волнения и ледяном покрове.
При малых углах падения механизм обратного рассеяния является квазизеркальным и отраженное поле вычисляется в приближении метода Кирхгофа. Измерения при малых углах падения выполняют дождевые радиолокаторы, установленные на спутниках TRMM (Tropical Rainfall Measurement Mission) и GPM (Global Precipitation Measurement). Наклонение орбиты последнего спутника составляет 65 градусов и в полосу обзора попадают территории с долговременным снежным и ледяным покровом, в частности, Охотское море. Измерения выполняются при малых углах падения: 0-19 градусов. Были разработаны алгоритмы классификации подстилающей поверхности по критерию «лед-вода» [1, 2].
Разработка новых радиолокационных систем продолжается и в конце 2018 на орбиту был выведен Китайско-французской спутник CFOSAT (Chinese-French Oceanic SATellite). На его борту установлен французский спектрометр SWIM (Surface Waves Investigation and Monitoring instrument) и китайский скаттерометр RFSCAT. Особенностью схемы измерения спектрометра является то, что измерения выполняются при малых углах падения (< 11°) и впервые сечение обратного рассеяния измеряется под разными азимутальными углами. В связи с этим появилась возможность восстановления двумерного поля уклонов крупномасштабного, по сравнению с длиной волны излучения, волнения, по измерениям дисперсии уклонов под несколькими азимутальными углами.
Применительно к ледяному покрову схема измерения SWIM дает дополнительный критерий для классификации типа подстилающей поверхности «лед/вода» по азимутальной зависимости сечения обратного рассеяния. Для ледяного покрова при малых углах падения, в отличие от морской поверхности, практически отсутствует азимутальная зависимость, поэтому вид азимутальной зависимости является дополнительным критерием.
В данной работе проведен сравнительный анализ данных спектрометра SWIM и двухчастотного дождевого радиолокатора DPR по Охотскому моря с декабря 2019 по май 2020. Дождевой радиолокатор обладает существенно лучшим пространственным разрешением (~ 5х5 км) по сравнению со SWIM (~ 6х18 км), поэтому лучше обнаруживает неоднородности ледяного покрова и точнее определяет границу «ледяной покров – открытая вода». В целом выполненное сравнение показало, что алгоритмы, разработанные для дождевого радиолокатора, применимы для спектрометра SWIM и решают задачу классификации типа подстилающей поверхности с учетом элемента разрешения SWIM.
Наклон орбиты спутника CFOSAT составляет 90 градусов и период повторения орбиты 13 суток. Впервые измерения при малых углах падения выполняются на регулярной основе в Арктике и в ходе дальнейших исследований данные SWIM будут использоваться для анализа ледовой обстановки в Арктических морях.
Работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда (проект 20-17-00179).

Ключевые слова: зависимость сечения обратного рассеяния от угла падения, спектрометр SWIM, ледяной покров, двухчастотный дождевой радиолокатор, обработка данных
Литература:
  1. Караев В.Ю., Панфилова М.А., Митник Л.М., Рябкова М.С., Титченко Ю.А., Мешков Е.М., Андреева З.В., Волгутов Р.В. Особенности радиолокационного зондирования ледяного покрова при малых углах падения на примере Охотского моря // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. т. 17. № 7. С. 187-202.
  2. Караев В.Ю., Панфилова М.А., Митник Л.М., Титченко Ю.А., Мешков Е.М., Андреева З.В., Волгутов Р.В. К вопросу об обратном рассеянии электромагнитных волн СВЧ-диапазона ледяным покровом в Охотском море при малых углах падения на примере данных дождевого радиолокатора // Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции “Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса”, Москва: ИКИ РАН, 2020. C. 212. DOI 10.21046/18DZZconf-2020a

Презентация доклада

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов