Оценка параметров обрушений ветровых волн по обратному рассеянию радиолокационного сигнала на длине радиоволны 8 мм

Ю. Ю. Юровский, В. В. Малиновский

Морской гидрофизический институт НАН Украины, г. Севастополь

Аннотация

Предлагается подход к восстановлению доли морской поверхности, покрытой обрушениями морских ветровых волн, по параметрам радиолокационного сигнала, рассеянного морской поверхностью на длине радиоволны 8 мм. В качестве информативного параметра выбрано распределение обрушений ветровых волн по длинам обрушивающихся гребней, которое оценивается по функции плотности вероятности мгновенных значений эффективной площади рассеяния морской поверхности. Представленная методика тестируется на натурных данных, включающих в себя синхронные радиолокационные измерения и видеосъемку облучаемого участка поверхности.

Ключевые слова

дистанционное зондирование, обрушения ветровых волн

Для цитирования

Юровский Ю. Ю., Малиновский В. В. Оценка параметров обрушений ветровых волн по обратному рассеянию радиолокационного сигнала на длине радиоволны 8 мм // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2010. № 21. С. 207–219. EDN WYQVXX.

Yurovsky, Yu.Yu. and Malinovsky, V.V., 2010. Estimation of Wind Wave Breaking Parameters from Radar Backscattering on the Wave Lenth 8 mm. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones and Comprehensive Use of Shelf Resources, 21, pp. 207–219 (in Russian).

Список литературы

  1. Пустовойтенко В. В., Терехин Ю. В., Радайкина Л. Н., Коротаев Г. К. Космические средства радиолокационного мониторинга морских акваторий // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. – вып. 16. – С. 45–83.
  2. Иванов В. А., Дыкман В. З., Ефремов О. И., Зима В. В., Большаков А. Н., Малиновский В. В. Современные методы и средства контроля морской среды / Под ред. В. А. Иванова. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2006. – 113 с.
  3. Senet C. M., Seemann J., Flampouris S., Ziemer F. Determination of bathymetric and current maps by the method DiSC based on the analysis of nautical X-band radar image sequences of the sea surface // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 2008. – v. 46, № 8. – P. 2267–2279.
  4. Dankert H., Rosenthal W. Ocean surface determination from x-band radar-image sequences // J. Geophys. Res. – 2004. – v. 109, C04016, doi: 10.1029/2003JC002130.
  5. Kudryavtsev V. N. On the effect of sea drops on the atmospheric boundary layer // J. Geophys. Res. – 2006. – v. 111, C07020, doi: 10.1029/2005JC002970.
  6. Anguelova M. D., Webster F. Whitecap coverage from satellite measurements: a first step toward modeling the variability of oceanic whitecaps // J. Geophys. Res. – 2006. – v. 111, C03017, doi: 10.1029/2005JC003158.
  7. Kalmykov A. I., Pustovoytenko V. V. On polarization features of radio signals scattered from the sea surface at small grazing angles // J. Geophys. Res. – 1976. – v. 81. – P. 1960–1964.
  8. Калмыков А. И., Курекин А. С., Лемента Ю. А., Островский И. Е., Пустовойтенко В. В. Особенности рассеяния СВЧ излучения на обрушивающихся морских волнах // Изв. ВУЗов. Радиофизика. – 1976. – т. 19, № 9. – С. 1315–1321.
  9. Ericson E. A., Lyzenga D. R., Walker D. T. Radar backscattering from stationary breaking waves // J. Geophys. Res. – 1999. – v. 104, C12. – P. 29679–29695.
  10. Kudryavtsev V., Hauser D., Caudal G., Chapron B. A semi-empirical model of the normalized radar cross-section of the sea surface. 1. Background model // J. Geophys. Res. – 2003. – v. 108, C38054, doi: 10.1029/2001JC001003.
  11. Kudryavtsev V., Akimov D., Johannessen J., Chapron B. On radar imaging of current features: 1. Model and comparison with observations // J. Geophys. Res. – 2005. – v. 110, C07016, doi: 10.1029/2004JC002505.
  12. Bass F. G., Fuks I. M., Kalmykov A. I., Ostrovsky I. E., Rosenberg A. D. Very high frequency radiowave scattering by a disturbed sea surface // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. – 1968. – v. 16, № 5. – P. 554–568.
  13. Phillips O. M. Radar returns from the sea surface – Bragg scattering and breaking waves // J. Phys. Oceanogr. – 1988. – v. 18. – P. 1063–1074.
  14. Phillips O. M., Posner F. L., Hansen J. P. High range resolution radar measurements of the speed distribution of breaking events in wind-generated ocean waves: surface impulse and wave energy dissipation rates // J. Phys. Oceanogr. – 2001. – v. 31. – P. 450–460.
  15. Hwang P. A., Sletten M. A., Toporkov J. V. Analysis of radar sea return for breaking wave investigation // J. Geophys. Res. – 2008. – v. 113, C02003, doi: 10.1029/2007JC004319.
  16. Малиновский В. В. Оценка связи параметров радиолокационного сигнала, отраженного от моря при малых углах скольжения, с характеристиками обрушений ветровых волн // Морской гидрофизический журнал. – 1991. – № 6. – С. 32–41.
  17. Юровский Ю. Ю., Малиновский В. В. Модель радиолокационной эффективной площади рассеяния обрушений морских ветровых волн // 20-я Международная конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», Севастополь, 13-17 сентября 2010 г. – т. 2. – С. 1203–1204.
  18. Юровский Ю. Ю., Малиновский В. В., Смолов В. Е. Радиолокационные методы мониторинга прибрежной зоны: возможности и проблемы использования / Серия «Современные проблемы океанологии». – Севастополь, 2008. – вып. 4. – 75 с.
  19. Mironov A. S., Dulov V. A. Detection of wave breaking using sea surface video records // Measur. Scien. Techn. – 2008. – v. 19, № 1. – doi. 10.1088/0957-0233/19/1/015405.
  20. Кулемин Г. П., Разсказовский В. Б. Рассеяние миллиметровых радиоволн поверхностью Земли под малыми углами. – Киев: Наукова думка, 1987. – 232 c.
  21. Sekine M., Musha T., Tomita Y., Hagisawa T., Irabu T., Kiuchi E. Weibull-distributed sea clutter // IEE Proceedings F: Communications Radar and Signal Processing. – 1983. – v. 130. – P. 476.
  22. Ward K., Tough R., Watts S. Sea clutter: scattering, the K distribution and radar performance // IET Radar, Sonar, Navigation and Avionic Series. – IET, London, UK, 2006. – v. 20. – 452 p.
  23. Иванов В. А., Малиновский В. В., Смолов В. Е., Юровский Ю. Ю. Экспериментальные исследования радиолокационного рассеяния на морской поверхности при больших углах падения // Доп. НАН України. – 2009. – № 2. – C. 96–101.
  24. Миронов А. С., Дулов В. А. Статистические характеристики событий и диссипация энергии при обрушении ветровых волн // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. – вып. 16. – С. 97–115.
  25. Haller M. C., Lyzenga D. R. Comparison of radar and video observation of shallow water breaking waves // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. – 2003. – v. 41, № 4. – P. 832–844.
  26. Дулов В. А., Кудрявцев В. Н. Влияние внутренних волн на интенсивность обрушения ветровых волн. Частота обрушений на единице наблюдаемой поверхности // Морской гидрофизический журнал. – 1987. – № 6. – С. 22–29.
  27. Monahan E. C., Woolf D. K. Comments on “Variations of whitecap coverage with wind stress and water temperature” // J. Phys. Oceanogr. – 1989. – v. 19, № 5. – P. 706–709.
  28. Гутник В. Г., Кулемин Г. П., Шарапов Л. И., Горошко Е. А. Интенсивность радиолокационных отражений от взволнованной морской поверхности при малых углах скольжения // Радиофизика и радиоастрономия. – 2003. – т. 8, № 2. – С. 181–189.

Файлы

 Полный текст (русский)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.