Применение радиолокационных данных высокого разрешения для изучения тонкой пространственной структуры течений

В ходе работ по спутниковому мониторингу морской поверхности, в течение ряда лет проводимых в прибрежной зоне российских морей, на радиолокационных изображениях морской поверхности, получаемых с пространственным разрешением порядка 25-150 м нами обнаружено большое количество вихрей малых размеров с диаметрами от сотен метров до десятка километров (меньше радиуса деформации Россби). Вследствие своих небольших размеров эти вихри невозможно пронаблюдать с помощью спутниковых сенсоров оптического и ИК диапазона, в то же время эти структуры играют существенную роль в процессах перемешивания и циркуляции прибрежных вод. Рассмотрены вихри малых масштабов, визуализирующиеся на спутниковых радиолокационных изображениях благодаря сликовым полосам. На основе анализа данных спутниковой радиолокации выявлены основные отличительные особенности возникновения, распространения и проявления в данных спутниковой радиолокации морской поверхности вихрей малого масштаба для различных тестовых районов. Отмечено наличие сезонной и межгодовой изменчивости вихревой активности.
Основное внимание уделено проявлениям так называемых филаментов, часто наблюдающихся вблизи вихревых структур и связанных с ними. Под филаментами мы подразумеваем тонкие протяженные нитевидные сликовые структуры, протяженность которых многократно превосходит их ширину, проявляющиеся в виде квазипериодических сликовых полос, вытянутых по направлению течений. Отмечено возрастание проявлений филаментов в результате взаимодействия близкорасположенных вихрей, что может являться свидетельством того, что вихревые структуры обуславливают транспорт питательных веществ и порожденных ими биогенных пленок из толщи вод к поверхности.
При том, что экспериментальную основу работы составляют радиолокационные изображения морской поверхности, полученные с помощью радиолокаторов с синтезированной апертурой ASAR ИСЗ Envisat и ERS-2 ИСЗ SAR c разрешением 12,5 – 75 м /пиксел, рассматривались также радиолокационные данные RADARSAT-2 и TerraSAR-X, с высоким пространственным разрешением (3 м), Обсуждается возможность применения радиолокационных данных столь высокого разрешения для исследование тонкой структуры течений и вихревых структур мелких масштабов на основе поведения и перераспределения вовлеченных в них поверхностных пленок, а также возможность восстановления поля поверхностных скоростей, ассоциированных с вихревыми структурами из последовательности радиолокационных данных высокого разрешения, полученных с небольшими временными интервалами (TerraSAR-X, Tandem-X, RADARSAT-2).
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты № 10-05-00428-а, 11-05-12047-офи-м-2011, ). и ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009–2013 годы.
Радиолокационные данные RADARSAT-2 и TerraSAR-X получены в рамках международного проекта "SOAR RADARSAT-2/TerraSAR-X Project #5074". Спутниковые радиолокационные изображения ASAR Envisat предоставлены Европейским космическим агентством в рамках проекта C1P.6342.