Сравнительный анализ алгоритмов вычисления скоростей ветра и периодов волнения в Черном море на основе данных спутниковой альтиметрии

В работе проводится анализ и сравнение результатов применения различных алгоритмов вычисления периода волнения и скорости приповерхностного ветра на основе спутниковых альтиметрических измерений волнения в акватории Черного моря. Используется база альтиметрических данных проекта Globwave со стандартным осреднением 1 сек. Для оценки скорости ветра использованы модели Chelton and McCabe (1985), Goldhirsh and Dobson (1985) и Abdalla (2007), связывающие скорость ветра с коэффициентом обратного рассеяния. Полученные значения скоростей сравниваются между собой, а также с предоставленными Globwave значениями скорости ветра.
Период волнения рассчитывался по моделям разных типов. Первый тип - статистические модели, использующие эмпирические аппроксимации периода волнения как функции измеряемых высот волнения и коэффициента обратного рассеяния (Quilfen et al. (2004), Mackay et al. (2008), Gommenginger et al. (2003)). Такие модели строятся формально и не предполагают физической корректности конечных результатов (см. обсуждение у Badulin, 2014). Модели второго типа (Hwang 1998, Zhao & Toba 2003) используют эмпирические зависимости роста волнения от скорости ветра. Их применение обеспечивает соответствие с оценками альтиметрических скоростей ветра. Важно, что модели этого типа допускают или даже предполагают возможность настройки, физически обоснованного выбора параметров эмпирических зависимостей. Третий тип представлен работой Badulin (2014), где период волнения оценивается по высоте волнения и ее горизонтальному градиенту без обращения к традиционно используемой величине коэффициента обратного рассеяния. Эта модель не содержит подстроечных параметров. Корректность ее использования связана с характерными масштабами развития волнения. Работоспособность этой модели до сих пор была продемонстрирована на весьма ограниченном экспериментальном материале для условий открытого океана.
Проведенный анализ показывает возможности оптимизации методов расчета скорости приводного ветра и периода волнения на пути совместного использования эмпирических моделей типа Hwang (1998), Zhao & Toba (2003) и теоретической модели Badulin (2014). С использованием указанных моделей получены значения эмпирических параметров для условий Черного моря.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 14-05-315-30.