Явление азимутальной анизотропии собственного радиотеплового излучения морской поверхности и ее влияние на применимость метода нелинейной радиотепловой резонансной спектроскопии (НРРС)

Явление азимутальной анизотропии собственного радиотеплового излучения взволнованной морской поверхности, экспериментально открытое еще в семидесятых годах прошлого столетия, получило широкое развитие в ряде практических задач океанологии. Хорошо известно, что при наличии ветровых волн, уходящее в надир собственное излучение является поляризованным. При этом поляризационный эллипс, в отличии от случая гладкой водной поверхности, оказывается вытянутым вдоль генерального направления распространения волнения и может служить как его индикатором, так и использоваться в задаче восстановления поля ветра в океане. Важно, что дальнейшее развитие ветрового волнения приводит к еще более выраженной асимметрии поляризационного эллипса, а соотношение его параметров используется для оценки интенсивности ветрового потока.
Следует отметить, что явление азимутальной анизотропии, в большей или меньшей степени, характерно для произвольных углов наблюдения, отличных от надира. Основываясь на результатах модельных оценок, можно смело утверждать, что разница в данных микроволновых измерений (характерная для произвольных поляризаций принимаемого излучения), при наблюдении "вдоль" и "поперек" генерального направления распространения волнения, достигающая значений 2-4 К, может служить источником значительных ошибок при интерпретации данных дистанционного зондирования океана.
Основной задачей настоящей работы является оценка влияния эффекта азимутальной анизотропии на результаты применения метода нелинейной радиотепловой резонансной спектроскопии (НРРС), развиваемого в ИКИ РАН. Метод восстановления параметров спектра ветрового волнения (НРРС) основан на оригинальной методике обработки данных угловых радиополяриметрических измерений. В соответствии с ним, входными данными для решения обратной задачи являются зависимости яркостной температуры водной поверхности от вертикального угла наблюдения, усредненные по азимутальному углу (в диапазоне от 0 до 360). Однако, проведение полного цикла подобных измерений в реальных условиях (например, с пирса или океанографической платформы) оказывается затруднительным, а получаемые результаты ограничиваются диапазоном азимутальных углов 180-270 (в редких случаях). Таким образом, получаемая информация о пространственной картине собственного излучения поверхности лишь частично соответствует действительной.
Определению величины ошибок восстановления параметров спектра с применением метода НРРС в условиях ограниченного числа измерений и посвящена данная работа.

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ №09-02-00780-а, №11-05-00493-а, №11-05-90407-Укр_ф_а и №11-02-10007-к.