Методика дистанционного определения характеристик ветрового волнения:
2. Алгоритм восстановления параметров спектра ГКВ

Серия работ «Методика дистанционного определения характеристик ветрового волнения» посвящена вопросу создания методики нелинейной радиотепловой резонансной спектроскопии (НРРС). НРРС разрабатывается с целью дистанционного определения характеристик спектра гравитационно-капиллярных волн (ГКВ) на основе данных угловых радиополяриметрических измерений. Разработка подобной методики является новым шагом в решении задач, связанных с изучением морской поверхности. Проводимые в данной области исследования имеют большое значение для развития теории взаимодействия океана и атмосферы и, по всей видимости, в дальнейшем, будут играть определяющую роль при интерпретации большинства данных дистанционного зондирования океана.
В работах данной серии изложены теоретические основы используемого метода (предложенного Ю.Г.Трохимовским в 1997), особенности его программной и аппаратной реализации, представлен алгоритм проведения радиополяриметрических измерений, результаты апробации методики в рамках международного натурного эксперимента «CAPMOS’05», сравнения полученных результатов как с существующими моделями ветрового волнения, так и с данными контактных измерений, выполненных посредством струнного волнографа.
В настоящей работе приводится алгоритм восстановления параметров спектра ГКВ, использующий данные радиополяриметрических измерений на различных углах и не требующий каких-либо априорных предположений о форме спектра ГКВ. Основой метода является представление морского волнения в виде композиции крупных волн зыби и распределенных по их поверхности более коротких ГКВ. В данной постановке определение величины приращения радиояркостной температуры взволнованной поверхности осуществляется путем интегрирования вклада крупных и коротких волн. Расчет влияния крупномасштабных и мелкомасштабных (относительно рабочей длины волны радиометра) компонент волнения на регистрируемую радиояркостную температуру осуществляется по методу Кирхгофа и в соответствии с теорией «критических явлений» в приближении метода малых возмущений.
На примере модельных расчетов показано, что разработанный алгоритм, в отсутствии влияния вариаций входных данных, позволяет восстанавливать спектр кривизны B(K), функцию дисперсии уклонов волн 2(K) и значение дисперсии уклонов крупных волн 02 с ошибкой, не более 7,0%, 1,0% и 15,0% соответственно.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 05-05-64451 и гранта INTAS 03-51-4789.