Исследование внутренних волн и фронтальных разделов в море методами радиолокационного зондирования из космоса

• Автор: Козлов, Игорь Евгеньевич
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Спутниковые РСА измерения океанских внутренних

волн в арктических морях

1.1 Исходный набор данных и методика определения

параметров внутренних волн по их РЛ проявлениям

1.2 Закономерности проявления внутренних волн в РСА

изображениях морской поверхности

1.2.1 Зависимость РЛ проявлений внутренних волн от геометрии

РСА наблюдений

1.2.2 Модуляционно-передаточная функция проявлений
внутренних волн в РСА изображениях морской поверхности
1.3 Анализ механизмов формирования РЛ проявлений
внутренних волн в штилевой области
1.4 Характеристики поля короткопериодных внутренних волн в
Баренцевом и Карском морях но данным спутниковых РСА измерений
1.4.1 Короткопериодные внутренние волны в Баренцевом море
1.4.2 Короткопериодные внутренние волны в Карском море
1.5 Выводы по главе
2 Спутниковые РСА наблюдения фронта прибрежного
апвеллинга в Балтийском море
2.1 Спутниковые наблюдения прибрежного апвеллинга
2.2 Анализ РЛ проявлений апвеллинга на основе модели
трансформации АГ1С над фронтом и эмпирической модели СМСЮ

2.3 Влияние пленок ПАВ на формирование РЛ проявлений
фронта апвеллинга
2.4 Выводы по главе
3 Спутниковые 4-поляризационные РСА измерения
внутренних волн и фронтальных разделов
3.1 Методика анализа 2-поляризационных РСА измерений
3.2 Район исследований и исходный набор данных
3.3 Фоновые характеристики 4-поляризационных РСА
изображений
3.4 Проявление внутренних волн и фронтальных разделов в
поляризационных РСА изображениях
3.4.1 РЛ проявления внутренних волн и стокового фронта
3.4.2 РЛ проявления структурного приливного фронта
3.5 Выводы по главе
Заключение
Список литературы

Введение
Уникальные возможности спутниковых радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА) наблюдать морскую поверхность с высоким пространственным разрешением вне зависимости от погодных условий определили их высокую эффективность при исследовании внутренних волн, течений, фронтальных разделов и поверхностных загрязнений. Внугренние волны (ВВ), являясь важным элементом динамической структуры океана, влияют на его «среднее» состояние путем вертикального перемешивания, горизонтального и вертикального переноса импульса и энергии, а их изучение имеет важное прикладное значение, например, для подводного мореплавания и решения акустических задач [Коняев, Сабинин, 1992]. Исследование фронтальных разделов, являющихся областями наиболее интенсивного перемешивания и повышенной биологической продуктивности в океане, представляет исключительный интерес для рыбного промысла [Федоров, 1983].
На сегодняшний день можно вполне утверждать, что РСА являются основным и, подчас, наиболее эффективным инструментом исследования океанских внутренних волн из космоса. В задачах наблюдения суб- и мезомасштабных течений и фронтальных разделов спутниковые РСА представляют собой единственную альтернативу оптическим методам в условиях облачности. В то же время, при всех преимуществах радиолокационных (РЛ) методов, их применение для систематического исследования закономерностей формирования и пространственно-

численного моделирования. Нужно отметить, что в выражении (1.8) для параметра роста волн /? не учтена его зависимость от взаимной ориентации между направлением ветра и направлением распространения внутренних волн, проанализированная выше в разделе 1.2.1. В данном случае будем считать, что параметр а включает в себя эту' зависимость. В конечном итоге выражение (1.14) может быть записано в виде МПФ:
Т = ^ = ащ. (1.15)

В случае РЛ наблюдений внутренних волн наибольший интерес представляют короткие ветровые волны на брэгговском волновом числе:
кЬг = 2кгБ1пв. (1.16)
где кЬг - волновое число поверхностных брэгговских волн. кг - волновое число радиолокатора.
Подставляя выражение (1.16) в (3.15) для фиксированного значения угла падения получим следующее соотношение:
К 1у 9 /1 | 'уч
итах/С ~ к*Ь иг*‘ {
На Рисунке 1.7 приведены МПФ проявлений внутренних волн в виде диаграмм рассеяния между безразмерным параметром (кгЫУ2/д) и МПФ (К^С/итах). полученными по РЛ наблюдениям внутренних волн в арктических морях. При построении диаграмм рассеяния отношение
(итах/С) предполагалось постоянным, (итах/С) = 0.1. Для удобства
анализа на диаграммах рассеяния по оси абсцисс показана величина, обратно пропорциональная правому члену в выражении (1.17). Для всех диаграмм рассеяния на Рисунке 1.7 характерен существенный разброс точек наблюдений, возможно, связанный с выраженной внутрисезопной изменчивостью параметров морской среды, определяющих параметр
нелинейности внутренних волн итах/С.