Механизмы формирования радиолокационного сигнала в области нефтяного загрязнения на морской поверхности

Дистанционное зондирование морской поверхности при помощи микроволновых радиолокаторов является действенным методом обнаружения нефтяных загрязнений. Наличие на морской поверхности нефтяной пленки приводит к подавлению поверхностных гравитационно-капиллярных волн, что в свою очередь обуславливает снижение уровня сечения обратного рассеяния в области нефтяного пятна. Однако создание алгоритмов автоматического распознавания загрязнений морской поверхности нефтепродуктами затруднено, поскольку зачастую такие пятна трудно отличить от радиолокационных образов других явлений и объектов, которые принято называть «подобиями» пятен. Среди "подобий" нефтяных пятен можно назвать органические пленки, области ветровой тени, зоны апвеллинга. Построение модели, адекватно описывающей рассеяние электромагнитных волн в области нефтяных пятен на морской поверхности, позволит значительно повысить точность методов их автоматического выявления на основе данных спутниковой радиолокации.
В работе рассматривается рассеяние электромагнитных волн на морской поверхности в присутствии пленок, толщина которых достигает нескольких миллиметров, чтобы исключить из рассмотрения пленки поверхностно-активных веществ, формирующих мономолекулярный слой. Описание рассеяния проведено в рамках методов геометрической оптики для трехслойной модели среды без потерь и с возможностями многократных переотражений во внутреннем слое. Получены зависимости интенсивности рассеяния от частоты зондирующей волны и толщины пленки, покрывающей поверхность. Установлены условия, при которых возможно достоверно разделить рассеяние на чистой воде и в области, покрытой пленкой нефти в зависимости от частоты электромагнитной волны, угла зондирования, и диэлектрической проницаемости пленки и морской воды.
Работа выполнена в рамках проектов РФФИ № 04-02-16629 и INTAS 03-51-4987.