Исследование возможности применения метода НРРС при обработке данных спутниковых наблюдений

Настоящая работа нацелена на оценку принципиальной возможности определения характеристик спектра гравитационно-капиллярных волн в океане по данным дистанционных радиополяриметрических измерений со спутника с использованием метода нелинейной радиотепловой резонансной спектроскопии (НРРС). Работа выполняется в рамках подготовки космического эксперимента (КЭ) «Определение вектора скорости приводного ветра и спектра волнения Мирового океана по измерениям параметров Стокса микроволнового радиотеплового излучения с РС МКС». В соответствии с техническим заданием, в ходе проведения КЭ, будут проводится измерения интенсивности собственного излучения поверхности океана (на вертикальной, горизонтальной и скрещенной поляризациях) одновременно в полосе частот вблизи волн 0,8 см и 2,25 см. Антенны 2-х радиометров-поляриметов РПК-0,8 и РПК-2,25 должны быть расположены под углами 0, 30 и 60 град. относительно надира.
Анализ условий проведения планируемого КЭ позволил сформулировать основные этапы представляемой работы: во-первых, сформировать базу данных пространственной картины радиотеплового излучения для различных условий волнообразования, которая будет использоваться в качестве входных данных при оценке возможности определения спектра ГКВ; во-вторых, провести серию модельных расчетов по восстановлению характеристик спектра ГКВ, с применением метода НРРС; и, в заключении, определить устойчивость получаемых решений к влиянию ошибок различного характера.
В работе представлены результаты модельных расчетов трех модифицированных параметров Стокса собственного излучения морской поверхности для длин волн принимаемого излучения 0,8 см и 2,25 см, в диапазоне скоростей ветра от 3 до 20 м/с. При выполнении расчетов, в качестве модели ветрового волнения, использована модель [Apel, 1994].
Кроме того, в работе представлены предварительные результаты использования метода НРРС (второй этап работы), позволяющего осуществлять переход от данных угловых радиополяриметрических наблюдений к таким характеристикам спектра, как: ненаправленный спектр кривизны ГКВ и усредненные по азимутальному углу функции дисперсии уклонов и дисперсии уклонов крупных волн.
Показано, что использование метода НРРС в модельных условиях (соответствующих условиям проведения КЭ) обеспечивает точность восстановления на уровне 27, 12 и 9% для ненаправленного спектра, функции дисперсии уклонов и дисперсии уклонов крупных волн, соответственно.

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ №08-05-00890-а, №09-02-00780-а, №09-05-10075-к, №10-02-10019-к, №10-05-10054-к и гранта Президента РФ № МК-927.2009.2.