Изменения поляризационного отношения при резонансном рассеянии радиоволн морской поверхностью

Abstract

The physical mechanisms that determine changes of polarization relationship of radio waves when sounding the sea surface are analyzed. It is shown that if the changes of the local slope of the sea surface can be neglected, the polarization ratio is determined by one parameter - the relative dielectric constant of sea water. It is shown that the variation of local incidence angles creating by long waves lead to a decrease of the polarization relations.

• sea surface
• Bragg scattering of radio waves
• surface wave
• local slopes
• relative dielectric constant

Аннотация (на русском)

Изменения поляризационного отношения при резонансном рассеянии радиоволн морской поверхностью

Анализируются физические механизмы, определяющие изменения поляризационного отношения радиоволн при зондировании морской поверхности. Показано, что в ситуации, когда изменениями локального наклона морской поверхности можно пренебречь, поляризационное отношение определяется одним параметром - относительной диэлектрической проницаемостью морской воды. Показано, что создаваемые длинными волнами вариации локальных углов падения приводят к уменьшению поляризационного отношения.

For citation

References

1. Коротаев Г.К., Еремеев В.Н. Введение в оперативную океанографию Черного моря // Севастополь: НПЦ "ЭКОСИ-Гидрофизика".2006. 381 с.
2. Арманд Н.А., Тищенко Ю.Г., Аблязов В.С., Халдин А.А. Спутниковые СВЧ радиометры дециметрового диапазона // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов. М.: ООО «Азбука-200». 2008. Выпуск 5, Т. 1. С. 214-218.
3. Johnsen H., Engen G., Guitton G. Sea-surface polarization ratio from Envisat ASAR AP data and comparison with models // Proc. ‘Envisat Symposium 2007', Montreux, Switzerland 23-27 April 2007 (ESA SP-636, July 2007) https://earth.esa.int/documents/700255/709881/2013_Miranda_s244_1.pdf/93201351-067e-4971-819c-50cbb21b6ce9
4. Van Zadelhoff G.-J., Stoffelen A., Vachon P.W., Wolfe J., Horstmann J., Belmonte Rivas M. Retrieving hurricane wind speeds using cross-polarization C-band measurements // Atmospheric Measurement Techniques. 2014. Vol. 7. P. 437-449.
5. Запевалов А.С., Пустовойтенко В.В. Влияние физико-химических характеристик морской воды на резонансное рассеяние радиоволн морской поверхностью // Журнал Радиоэлектроники [электронный журнал]. 2014. № 9. http://jre.cplire.ru/iso/sep14/4/text.pdf
6. Vachon P.W., Wolfe J. C-band cross-polarization wind speed retrieval // IEEE Geosci. and Remote Sens. Lett. 2011. Vol. 8, No. 3, P. 456-459, DOI: 10.1109/LGRS.2010.2085417.
7. Басс Ф.Г., Фукс И.М. Рассеяние волн на статистически неровной поверхности // М.: Наука. 1972. 424 с.
8. Калмыков А.И., Курекин А.С., Лемента Ю.А., Пустовойтенко В.В. Некоторые особенности обратного рассеяния радиоволн СВЧ диапазона поверхностью моря при малых углах скольжения // Препринт ИРЭ АН УССР. 1974. №. 40.
9. Valenzuela G. Theories for the interaction of electromagnetic and ocean waves.- A Review // Boundary Layer Meteorology. 1978. Vol. 13, № 1-4. P. 61-85.
10. Христофоров Г.Н., Запевалов А.С., Смолов В.Е. О предельной точности скаттерометрического определения со спутника скорости ветра над океаном // Исследование Земли из космоса. 1987. № 2. С. 57-65.
11. Запевалов А.С. Моделирование брегговского рассеяния электромагнитного излучения сантиметрового диапазона морской поверхностью. Влияние волн более длинных, чем брегговские составляющие // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2009. Т. 45, № 2. С. 266-275.
12. 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.
13. Монин А.С., Красицкий В.П. Явления на поверхности океана // Л.: Гидрометеоиздат. 1985. 375 с.
14. Bréon F.M., Henriot N. Spaceborne observations of ocean glint reflectance and modeling of wave slope distributions // J. Geoph. Res.: Oceans. 2006. V. 111, No C06005. doi:10.1029/2005JC003343
15. 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.
16. Tian J., Liu Q., Pan W., Shi J. An improved method of retrieving sea surface wind speed based on a four-layer medium model at high sea states // International Journal of Geosciences. 2014. No 5. P. 85-92 Published Online January 2014 (http://www.scirp.org/journal/ijg) http://dx.doi.org/10.4236/ijg.2014.51010