Влияние длинных волн на резонансное рассеяние морской поверхностью радиоволн миллиметрового диапазона

Аннотация

Анализируется влияние более длинных, чем резонансные составляющие, морских поверхностных волн на обратное рассеяние радиоизлучения миллиметрового диапазона. Рассмотрена ситуация, когда длинными по отношению к резонансным составляющим являются волны длиной более 2 см. Рассмотрены физические механизмы, определяющие влияние длинных, по сравнению с резонансными составляющими, волн на величину нормированного сечения обратного рассеяния. Получены численные оценки изменения сечения обратного рассеяния для зондирования на горизонтальной и вертикальной поляризации, обусловленного присутствием длинных волн.

• морская поверхность
• резонансное рассеяние радиоволн
• поверхностные волны
• локальные уклоны

Abstract (in English)

The impact sea surface waves longer than the resonant components, on the backscatter of radio waves of millimeter range is analyzed. The situation when long waves in relation to the resonant components are waves, that length more than 2 cm are considered. The physical mechanisms that determine impact of long, compared with the resonant components of the waves on the magnitude of the normalized backscattering cross section are discussed. Numerical estimates of the change in the back scattering cross-section for sensing horizontal and vertical polarization, due to the presence of long waves are obtained.

Для цитирования

Литература

1. Moore R.K., Pierson W.J. Measuring sea state and estimating surface winds from a polar orbiting satellite // Proc. Inter. Symp. Electromagnetic Sensing of the Earth from Satellites Miami Beach, FL. 1966. Nov. 22-24. P. R1-R28.
2. Космический комплекс "МЕТЕОР-М3". [Электронный ресурс]. URL: http://www.vniiem.ru/ru/index.php?option=com_content&view=article&id=617:-l-r-3&catid=82:-l-3r&Itemid=62 (Дата обращения 15.07.2015).
3. Кулемин Г.П., Разсказовский В.Б. Рассеяние миллиметровых радиоволн поверхностью Земли под малыми углами. Киев.: Наукова думка, 1987. 232 с.
4. Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности. М.: Наука. 1972. 424 с.
5. Пустовойтенко В.В., Запевалов А.С. Оперативная океанография: Спутниковая альтиметрия - Современное состояние, перспективы и проблемы // Серия. Современные проблемы океанологии, Севастополь: НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика» - 2012. - Вып. № 11. 218 с.
6. Кубряков А.А., Станичный С.В. Синоптические вихри в Черном море по данным спутниковой альтиметрии // Океанология. 2015. Т. 55. № 1. С. 65-77.
7. Басс Ф.Г., Брауде С.Я., Калмыков А.И., Мень А.В., Островский И.Е, Пустовойтенко В.В., Розенберг А.Д., Фукс И.М. Методы радиолокационных исследований морского волнения (радиоокеанография) // Успехи физических наук. 1975. № 116. С.741-743.
8. Терехин Ю.В., Пустовойтенко В. В. Влияние температуры и солености морской воды на характеристики радиолокационного сигнала СВЧ-диапазона. // Исследование Земли из космоса. 1986. № 2. С. 16-20.
9. Галаев Ю.М., Калмыков А.И., Курекин А.С., Лемента Ю.А., Нелепо Б.А., Островский И.Е., Пичугин А.П., Пустовойтенко В.В., Терехин Ю.В. Радиолокационные обнаружения нефтяных загрязнений морской поверхности//Изв. АН СССР: Физика атмосферы и океана. 1977. Т.13, №4. С. 406-414.
10. Воляк К.И. Определение характеристик волнения по радиоизображениям моря // Исследование Земли из космоса. 1982. № 6. С. 86-94.
11. Лаврова Л.В., Розенберг Г.Ш. Экспериментальные исследования модуляции ряби длинными волнами. М.: ИКИ. 1988. 58 с.
12. Басович А.Я., Таланов В.И. О трансформации коротких поверхностных волн на неоднородных течениях // Известия АН СССР: Физика атмосферы и океана. 1977. Т.13, № 7. С. 766-773.
13. Zavorotny V.U., Voronovich A.G. Two scale model and ocean radar Doppler spectra at moderate and low grazing angles // IEEE Trans/ Antennas and Prop. 1998. V. 46, № 1. P. 84-92.
14. Запевалов А.С. Моделирование брегговского рассеяния электромагнитного излучения сантиметрового диапазона морской поверхностью. Влияние волн более длинных, чем брегговские составляющие // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2009. Т. 45, № 2. С. 266-275.
15. Монин А.С., Красицкий В.П. Явления на поверхности океана. Л.: Гидрометеоиздат. 1985. 375 с.
16. Христофоров Г.Н., Запевалов А.С., Бабий М.В. Статистические характеристики уклонов морской поверхности при разных скоростях ветра // Океанология. 1992. Т.32, вып. 3. С. 452-459.
17. Cox C., Munk W. Measurements of the roughness of the sea surface from photographs of the sun glitter // J. Optical. Soc. America. 1954. Vol. 44, № 11. P. 838-850.
18. Bréon F.M., Henriot N. Spaceborne observations of ocean glint reflectance and modeling of wave slope distributions // J. Geoph. Res.: Oceans. 2006. V. 111. № C6. DOI: 10.1029/2005JC003343.
19. Запевалов А.С., Лебедев Н.Е. Моделирование статистических характеристик поверхности океана при дистанционном зондировании в оптическом диапазоне // Оптика атмосферы и океана. 2014, Т. 27, № 1. С. 28-33.
20. Valenzuela G. Theories for the interaction of electromagnetic and ocean waves. - A Review // Boundary Layer Meteorology. 1978. vol. 13. № 1-4. Р. 61-85.
21. Запевалов А.С., Пустовойтенко В.В. Влияние физико-химических характеристик морской воды на резонансное рассеяние радиоволн морской поверхностью // Журнал Радиоэлектроники. 2014. № 9. [Электронный ресурс]. URL: http://jre.cplire.ru/jre/sep14/4/text.pdf. (Дата обращения 25.02.2015).
22. Meissner T., Wentz F.J. The complex dielectric constant of pure and sea water from microwave satellite observations // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 2004. vol. 42. No. 9. Р. 1836-1849.
23. Монин А.С., Красицкий В.П. Явления на поверхности океана. Л.: Гидрометеоиздат. 1985. 375 с.
24. Kudryavtsev V.N., Hauser D., Caudal G., Chapron B.A. A semi-empirical model of the normalized radar cross-section of the sea surface. 1 Background model // J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107, № 0, XXXX, doi:10.1029/2001JC001003.
25. Запевалов А.С., Показеев К.В., Пустовойтенко В.В. О предельной точности альтиметрического определения скорости приводного ветра // Исследования Земли из космоса. 2006. № 3. С. 49-54.