Развитие системы судовых наблюдений ветровых волн судовым радаром: апробация комплекса SeaVision, волнового буя Spotter и модели WaveWatch III в Северной Атлантике

Ветровые волны играют важную роль в климатической системе, модулируя обмен энергией между океаном и атмосферой и вызывая перемешивание океана. Однако существующие судовые сети наблюдения за ветровым волнением все еще немногочисленны, что ограничивает возможности проверки спутниковых миссий и моделирования. В данной работе представлены данные, собранные в ходе трех исследовательских экспедиций в Северной Атлантике и Арктике в 2020 и 2021 гг., и система SeaVision для измерения характеристик ветрового волнения над открытым океаном с помощью стандартного морского навигационного радара Х-диапазона. Одновременно с измерениями характеристик ветрового волнения SeaVision были собраны данные с волнового буя Spotter, а также получены расчеты модели WaveWatch III в конфигурации с очень высоким разрешением в области наблюдения.

Измерения SeaVision были проверены на основе данных с расположенных рядом волновых буев Spotter и сопоставлены с результатами моделирования WaveWatch III. Наблюдения за ветровым волнением с помощью навигационного радара Х-диапазона оказались в хорошем согласии с данными буев и модельными расчетами с наилучшим совпадением направлений распространения волн. Вспомогательные наборы данных состоят из значительных высот волн, средних периодов волн, средних направлений волн и частотных спектров волновой энергии, полученных как с SeaVision, так и с буя Spotter. Все вспомогательные данные доступны в репозитории PANGEA (Gavrikov et al., 2021) по адресу https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGEAA.939620. Набор данных может быть дополнительно использован для проверки спутниковых миссий и экспериментов с моделями региональных волн. Наше исследование показывает потенциал судовых навигационных радаров X-диапазона (в сочетании с SeaVision или аналогичными системами) для развития новой почти глобальной сети наблюдений, обеспечивающей гораздо больший объем наблюдений за ветровым волнением по сравнению, например, с Данных добровольных наблюдений с судов (Мoluntary Observing Ship, VOS).