Двадцать третья международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
XXIII.E.248
Разработка геофизической модельной функции на основе двухмасштабной модели рассеяния электромагнитного излучения на взволнованной водной поверхности для условий Горьковского водохранилища
Русаков Н.С. (1), Ермакова О.С. (1), Поплавский Е.И. (1), Даниличева О.А. (1), Байдаков Г.А. (1), Сергеев Д.А. (1)
(1) Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
Настоящая работа посвящена разработке геофизической модельной функции (ГМФ) для восстановления скорости приводного ветра над акваторией Горьковского водохранилища по данным радиолокаторов C-диапазона на VV поляризации. Специфика Горьковского водохранилища заключается в существенном отличии его характерных поперечных размеров от продольных. В связи с этим размерный разгон волнения существенно зависит от направления ветра и может варьироваться от нескольких километров до десятков километров. Это обстоятельство отражается в первую очередь на длинноволновой части спектра волнения и значительно влияет на мощность рассеянного сигнала. В связи с этим, предлагаемая ГМФ включает в себя помимо традиционных зависимостей от скорости ветра, азимутального угла и угла падения, размерный разгон волн. Для конструирования ГМФ были использованы расчеты УЭПР водной поверхности на соосной поляризации VV в рамках двухмасштабной модели на основе спектра из работы [1], который учитывает зависимость от разгона волн и был разработан с привлечением данных с внутренних водоемов. Разработка ГМФ производилась для диапазона скоростей ветра от 3 до 15 м/с, углов падения 30°-45°, азимутальных углов 0°-180° и безразмерных разгонов 2000-20000. Предложенная ГМФ была верифицирована на основе данных с РСА-изображений, полученных со спутников Sentinel-1A и Sentinel-1B и натурных измерений скорости и направления ветра с метеостанции, установленной на маяке в южной части Горьковского водохранилища за период 2017-2019 гг. Также было произведено сравнение результатов восстановления приводной скорости ветра с другими ГМФ, разработанными для С-диапазона (семейство CMOD) и из работы [2]. Продемонстрировано, что точность восстановления предложенной ГМФ превосходит все указанные модели за исключением CMOD5.N, в то же время, предложенная ГМФ не имеет недостатка, присущего всем моделям, с которыми производилось сравнение, а именно стабильной недооценки скорости ветра.
Работа выполнена за счет поддержке гранта РНФ № 25-77-20016, https://rscf.ru/project/25-77-20016/.
Ключевые слова: внутренний водоем, двухмасштабная модель, C-диапазон, РСА-изображение, Sentinel-1, прямая поляризация, геофизическая модельная функция, разгон
Литература:
- ) Караев В.Ю., Баландина Г.Н. Модифицированный спектр волнения и дистанционное зондирование // Исслед. Земли из космоса. 2000. № 5. C. 1–12
- ) Radkani N., Zakeri B.G. Southern Caspian Sea wind speed retrieval from C-band Sentinel-1A SAR images // Int. J. Remote Sens. 2020. V. 41. No. 9. P. 3511–3534. https://doi.org/10.1080/01431161.2019.1706201
Дистанционные исследования Мирового океана