Моделирование обратного рассеяния микроволнового излучения в различных типах морского льда.

Разработана модель распространения микроволнового излучения в толще морского льда для изучения обратного рассеяния применительно к задаче идентификации различных типов льда по данным радиолокации с синтезированной апертурой. В качестве входных данных модель использует физические параметры морского льда, такие как: тип льда, толщина, температура, соленость и плотность, наличие снега; а также параметры радара, такие как: длина волны, угол зондирования и поляризация. Модель состоит из трех блоков: 1) расчет комплексной диэлектрической постоянной морского льда, а также включений рассолов на основе входных параметров; 2) описание рассеивающих свойств среды; 3) решение уравнения переноса излучения. В первом блоке используется модель Польдера — Ван Зантена — Де Лоора для расчета диэлектрической постоянной морского льда как смеси чистого льда и включений рассолов и пузырьков воздуха. Во втором блоке используются результаты теории рассеяния Рэлея и Ми для задания фазовой матрицы и индикатрисы рассеяния. Решение уравнения переноса излучения в третьем блоке модели осуществляется методом Монте-Карло. В качестве верификации модели используется прямое численное моделирование распространения микроволнового излучения в толще льда, выполненное при помощи пакета программ COMSOL. Кроме того, результаты моделирования объемного рассеяния в толще льда сравниваются с результатами наиболее современной и хорошо зарекомендовавшей себя модели Snow Microwave Radiative Transfer (SMRT, Pickard et al., 2018). Модель качественно воспроизводит наблюдающуюся зависимость коэффициента обратного рассеяния от типа льда в X-, С- и L-диапазоне. Однако, необходимо дальнейшее развитие подходов к описанию рассеяния излучения, та также более детальное сравнение с наблюдениями. В частности, планируется реализация в модели ряда подходов к описанию рассеяния на шероховатой поверхности морского льда, а также развитие подходов к описанию объемного рассеяния в толще морского льда путем более реалистичного учета микроструктуры морского льда. Кроме того, планируется сравнение с опубликованными результатами натурных исследований обратного рассеяния в различных типах льда, а также проведение новых натурных наблюдений с использованием разрабатываемого в Московском физико-техническом институте комплекса дистанционного зондирования морского льда на борту беспилотного летательного аппарата.