Сезонные изменения диаграммы рассеяния пресноводного льда в L-диапазоне

Для мониторинга ледяного покрова в морских акваториях и на внутренних водоёмах активно применяются методы дистанционного зондирования с широким диапазоном углов падения. В настоящее время активно развиваются методы дистанционного зондирования с использованием отраженных сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС-рефлектометрия). Данный метод реализует бистатическую схему измерений с квазизеркальным механизмом рассеяния. Из доплеровских спектров (ДС), полученных методом ГНСС-рефлектометрии, возможно восстановление диаграммы рассеяния поверхности по известным геометрическим и скоростным параметрам спутников-передатчика и приёмника, что было продемонстрировано ранее для морских акваторий (Ковалдов и др., 2024). В случае бистатической схемы зондирования восстановление диаграммы рассеяния включает два этапа. Сначала производится переход от доплеровского спектра принятого сигнала к индикатрисе рассеяния — зависимости мощности рассеянного сигнала от угла скольжения отражённого излучения при фиксированном угле скольжения падающего. Поскольку для каждого измерения угол скольжения падающего излучения может измениться, индикатриса рассеяния отличается для каждого измерения. Для получения универсальной характеристики осуществляется переход от индикатрисы рассеяния к зависимости от половинной разницы углов скольжения. На этом этапе получается диаграмма рассеяния — зависимость, аналогичная зависимости сечения обратного рассеяния от угла падения, определяемая моностатическим радиолокатором. Полученная диаграмма рассеяния является универсальной, не зависит от геометрии измерения и определяется только характеристиками рассеивающей поверхности.
В рамках данной работы разработанный алгоритм применён к данным спутника TDS-1 за сезон 2015-2016 гг. и к данным спутника FY-3E за 2023-2024 гг. на пресноводном озере Невольничье. В работе исследуется влияние сезонных процессов на пресноводном озере на параметры диаграммы рассеяния. При исследовании процессов в течение полного цикла от формирования до разрушения ледяного покрова анализировались влияние температуры воздуха, толщины и сплочённости ледяного покрова на ширину и четвертый центральный момент ДС.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-67-10007, https://rscf.ru/project/23-67-10007/