Анализ условий формирования собственного излучения взволнованной морской поверхности в эксперименте «Кацивели-25»

Работа посвящена исследованию связи геометрических характеристик морской поверхности с интенсивностью ее собственного излучения в микроволновом диапазоне. Приводятся результаты натурных измерений, полученных в ходе эксперимента «Кацивели-25», который был проведен в июле-августе 2025 года на океанографической платформе Черноморского гидрофизического полигона РАН (ЧГП РАН), расположенной на южной оконечности полуострова Крым.
В рамках указанного эксперимента, проводились синхронные измерения пространственной структуры ветровых волн и интенсивности их излучения в условиях динамически изменяющегося ветрового воздействия. Определение трехмерной геометрии границы раздела морская поверхность – атмосфера выполнялось посредством сканирующего лазерного волнографа, разрабатываемого коллективом сотрудников Российского технологического университета МИРЭА. В сканирующем режиме работы волнографа измерялись параметры распределения уклонов длинноволновых компонент волнения. Режим точечных измерений использовался для исследования поведения коротких гравитационно-капиллярных волн, включая их пространственное распределение и оценку вклада в общую дисперсию уклонов морской поверхности.
Радиометрические измерения выполнялись парой идентичных радиометров-поляриметров с рабочей длиной волны 8 мм, установленных на автоматизированной поворотной платформе «Траверс-2» (радиометры и платформа разработаны в ИКИ РАН). Радиометры работали в режиме четырех поляризаций – вертикальной, горизонтальной и повернутых на угол ±45° относительно вертикальной. Особенностью реализации описываемого эксперимента являлось долговременное удержание оси визирования приборов на фиксированных направлениях, задаваемых парой углов места и азимута, что позволило повысить точность измерений за счет исключения модулирующего влияния волн зыби на них.
Основное внимание при обработке полученного массива экспериментальных данных уделялось вопросам отклика морской поверхности на изменение вектора скорости приповерхностного ветра. Для анализа выделялись временные интервалы, соответствующие постоянным направлениям последнего и, при наличии возможности, подходящим под условия нарастающего ветрового воздействия. С этой точки зрения, наибольший интерес представляют измерения, выполненные в период 21-23 июля, когда для юго-западного направления ветра наблюдались три последовательных эпизода дневного роста интенсивности ветра с последующим ее падением в ночное время. К настоящему моменту проанализировано поведение генерального направления распространения волнения, величин дисперсии уклонов крупных волн вдоль и поперек него, а также коэффициентов эксцесса и асимметрии получаемых распределений. Также выполнен анализ ветровых зависимостей величин яркостных контрастов, обусловленных изменением геометрии морской поверхности.
Описанию наблюдаемых особенностей поведения взволнованной морской поверхности, проявляющихся в радиометрических измерениях, или имеющих потенциальную, теоретически ожидаемую возможность влиять на них, посвящена содержательная часть данной работы.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект №23-17-00189).