Проверка работоспособности геофизических модельных функций C-диапазона для восстановления скорости ветра по данным дистанционного зондирования в условиях открытого океана и внутреннего водоема на примере Горьковского водохранилища

Проведена сравнительная оценка работоспособности геофизических модельных функций C-диапазона CMOD5.N, CMOD7, CSARMOD2 и двух ГМФ, разработанных для Каспийского моря (Radkani, Zakeri, 2020), для открытого океана, а также для условий внутреннего водоема (Горьковского водохранилища) на основе радиолокационных изображений, полученных со спутника Sentinel-1А, В, полученных за период с 2019 по 2020 год. При применении алгоритмов восстановления скорости ветра и определении величины скорости ветра дополнительная информация о направлении ветра была получена по измерениям океанографических буев NOAA NDBC и данным реанализа NCEP для открытого океана, а также данным метеорологической станции для условий Горьковского водохранилища. Одной из основных задач при выборе спутниковых снимков было расширение географии рассматриваемых регионов и применение ряда широко распространенных алгоритмов восстановления скорости ветра. Было рассмотрено 5 различных географических регионов, (включая субполярные, умеренные и тропические, расположенные как в Атлантическом, так и в Тихом океане) в пределах которых было возможно получать регулярные снимки со спутника Sentinel-1 с рабочим циклом 14 суток, и для которых была возможна коллокация с данными буев. Расхождения между результатами, рассчитанными с помощью CMOD5.N и CMOD7 и ГМФ из (Radkani, Zakeri, 2020) для спектра Elfouhaily, незначительны и достаточно хорошо описывает условия океана, в то же время CSARMOD2 продемонстрировал более высокие значения смещения и среднеквадратичного отклонения. Разработана новая геофизической модельная функция C-диапазона, основанная на двухмасштабной модели, описывающей рассеяние электромагнитного излучения на взволнованной морской поверхности. Изначально для описания поверхностных волн был выбран спектр Elfouhaily, поскольку он учитывает асимптотику Филлипса, типичную для Горьковского водохранилища, вплоть до длин волн порядка десятков сантиметров (12 см) и широко используется для описания коротких волн. Оказалось, что предложенная модель соответствует натурным данным значительно лучше, чем CSARMOD2 и модель, представленная в (Radkani, Zakeri, 2020).
Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 25-77-20016, https://rscf.ru/project/25-77-20016/.