Восстановление пространственного распределения скорости ветра и дисперсии наклонов крупномасштабного волнения в полосе обзора PR-радиолокатора

Задача определения параметров волнения и скорости приповерхностного ветра является актуальной для оперативной метеорологии и построения моделей климата. Получение глобального поля ветра возможно при помощи измерительной аппаратуры, установленной на спутниках.
В работе продолжен анализ данных дождевого радиолокатора (PR-радиолокатора). PR-радиолокатор производит сканирование в полосе шириной около 250 км с разрешением 5 км, что позволяет более подробно анализировать состояние волнения и поля ветра по сравнению со скаттерометром, элемент разрешения которого 25x25 км. Это особенно актуально в прибрежной зоне.
По данным PR-радиолокатора можно восстановить дисперсии наклонов крупных волн и сечение обратного рассеяния при нулевом угле падения [1]. Эти две величины использовались для построения нового двухпараметрического алгоритма определения скорости ветра. Сравнение с данными буёв показало, что точность восстановленного ветра составляет 1.5 м/с, что существенно лучше, чем точность традиционных алгоритмов [2].
Впервые был предложен алгоритм обработки данных PR-радиолокатора, преимуществом которого является удаление недостоверных данных. Однако при этом в полосе обзора радиолокатора появляются элементы разрешения, в которых дисперсия наклонов и скорость ветра не восстанавливаются.
Для восстановления «пропусков» в полосе обзора предлагается алгоритм обработки панорамного изображения, получаемого PR-радиолокатором, основанный на интерполяции плоскостью с различным размером окон. В результате были получены пространственные распределения дисперсии наклонов, сечения обратного рассеяния, эффективного коэффициента отражения и скорости ветра на высоте 10 м.
Разработанная методика позволит отслеживать изменения характеристик волнения и ветра с высоким разрешением. Эти результаты важны для мониторинга процессов, происходящих на поверхности океана, а также процессов в приповерхностном слое атмосферы, воздействующем на морскую поверхность, например, прохождения атмосферных фронтов.
Литература
1. В.Ю. Караев, М.А. Панфилова, Г.Н. Баландина, К. Чу, Восстановление дисперсии наклонов крупномасштабных волн по радиолокационным измерениям в СВЧ-диапазоне, Исследования Земли из космоса, 2012, N 4, c. 62-77
2. M.A.Panfilova, V.U.Karaev, G.N.Balandina «The two-parameter algorithm for wind speed retrieval by PR data», Pan Ocean Remote Sensing Conference (PORSEC) -2012, Kochi, Kerala, India, abstracts

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты 10-05-00181-а и 11-05-97014-р-п-а) и программы ОФН РАН «Радиофизика» а также гранта Правительства Российской Федерации (договор № 11.G34.31.0048).