УДК 537.877+532.5.013
ВЛИЯНИЕ ДЛИННЫХ ВЕТРОВЫХ
ВОЛН НА ОТРАЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
А. С. Запевалов
Морской гидрофизический
институт РАН, 299011, Севастополь,
ул. Капитанская, 2
Статья получена 28 мая 2019 г.
Аннотация. Анализируется изменчивость уклонов морской поверхности,
определяющих уровень зеркально отраженного сигнала при малых углах
зондирования. Рассмотрены эффекты, создаваемые волнами, длина которых превышает
10 м. Анализ проводится путем численного моделирования с использованием
спектральной модели полностью развитого волнения (модель Пирсона-Московитца), а
также модели развивающегося ветрового волнения (модель Донелана). В модели Донелана стадия развития ветрового поля описывается с помощью параметра,
получившего название обратного возраста волн, равного отношению скорости ветра
и фазовой скорости доминантных волн. Для случая, когда ветровое волнение
является полностью развитым, построена зависимость от скорости ветра дисперсии
уклонов длинных волн. Определена доля дисперсии уклонов, создаваемых длинными волнами
(длина более 10 м), от общей дисперсии, создаваемой всеми присутствующими на
морской поверхности волнами. В зависимости от скорости ветра она составляет от
5 % до 15 %. Для случая, когда ветровое волнение является развивающимся
показано, что при изменении обратного возраста волн от 0.83 до 4 дисперсия
уклонов может изменяться в 2.5-3 раза.
Ключевые слова: морские волны, радиоволны, уклоны морской поверхности, ветер,
статистические моменты второго порядка.
Abstract. The variability of sea
surface slopes which determine the level of the specular
reflected signal at small sensing angles is analyzed. The effects created by
waves whose length exceeds 10 m are considered. The analysis is carried out by numerical simulation using a
spectral model of fully developed wind waves (model
Pierson-Moskowitz), as well as models of developing wind waves (model Donelan). In the Donelan’s model, the stage of development of the field
of wind waves is described by a parameter called the inverse age of the waves,
equal to the ratio of the wind speed and the phase speed of the dominant waves.
For the case when the wind waves are fully developed,
the dependence on the wind speed of the variance of long wave slopes is constructed. The proportion of the
variance of the slopes created by the waves with a length of more than 10 m, of the total variance created by all the waves that are present on the sea surface is
determined. Depending on the wind
speed, this proportion is from 5 % to 15 %. For the case when the wind wave is
developing, it is shown that when the reverse age of the waves changes from
0.83 to 4, the dispersion of the slopes can change 2.5-3 times.
Key words: sea waves, radio waves,
sea surface slopes, wind, statistical moments of the second order.
Для цитирования:
А. С. Запевалов. Влияние длинных
ветровых волн на отражение электромагнитного излучения морской поверхностью. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. №
6. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/jun19/8/text.pdf
DOI 10.30898/1684-1719.2019.6.8