Об идентификации  донной топографии мелководных районов по данным измерений
спутниковыми радиолокаторами с синтезированной апертурой

Известно, что спутниковые радиолокаторы с синтезированной апертурой (РСА) позволяют наблюдать широкий спектр природных явлений, - поверхностные и внутренние волны, границы течений и фронтальные зоны, поверхностные загрязнения и пр. Одним из явлений, имеющих важное прикладное значение, являются особенности донной топографии на мелководье, наблюдаемые в виде контрастов яркости РСА изображений
Информация о донной топографии крайне важна для обеспечения безопасности мореплавания, особенно там, где фарватеры проложены в районах с песчаным дном и интенсивными течениями, вызывающими эрозию и перемещение донных отложений, обмеление фарватеров и их миграцию. В настоящее время, РСА, в силу охвата наблюдениями значительных морских акваторий, рассматриваются как эффективный инструмент мониторинга изменчивости донной топографии, дополняющий традиционные акустические методы определения глубины.
В данном докладе приводятся результаты исследования проявления рельефа дна в мелководном районе воронки Белого моря на РСА изображениях, получаемых с ИСЗ Sentinel-1A, Sentinel-1B. Проанализировано 18 РСА изображений за период с 2016 по 2018 гг. Проявления донной топографии в виде чередующихся темных и ярких полос с постоянным пространственным расположением наблюдалось фактически на всех РСА изображениях. Сопоставление пространственного положения контрастных областей с рельефом дна показало, что на РСА проявляются именно особенности рельефа дна. Интенсивность этих контрастных структур изменяется в зависимости от ветровых условий. В некоторых случаях наблюдалось и изменение их полярности, т.е. на месте яркой/темной полосы появлялась темная/яркая полоса.
Для интерпретации данных наблюдений привлечена модель формирования РСА изображений, предложенная в работе (Kudryavtsev et al., 2005). Основной причиной формирования проявления донной топографии на РСА изображениях являются вторичные течения, генерируемые при взаимодействии основного потока (приливного течения) с неровностями дна. Взаимодействие волн с неоднородными течениями привод к пространственным неоднородностям «шероховатости» поверхности моря, регистрируемой РСА. В рамках упрощенной модели взаимодействия приливного течений с рельефом дна рассчитаны поля течений. Показано, что наблюдаемые контрасты привязаны к зонам дивергенции, при этом усиление РСА сигнала происходит в зонах конвергенции, а ослабоение – в зонах дивергенции. Упрощенная модель объясняет наблюдаемую смену полярности батиметрических аномалий РСА сигнала, которая обусловлена изменением направления приливного течения.