Композитная модель рассеяния радиоволн СВЧ-диапазона на водной поверхности при экстремальных скоростях ветра

На Ветро-волновом канале Большого термостратифицированного бассейна ИПФ РАН проведены эксперименты, направленные на изучение механизмов рассеяния СВЧ-излучения водной поверхностью на ортогональной поляризации в условиях экстремально высоких скоростей ветра. Показано, что удельную эффективную площадь рассеяния (УЭПР) можно представить как результат некогерентного сложения вкладов от обрушающихся гребней волн и от необрушающихся ветровых волн. Эффект выглаживания поверхности воды после прохождения обрушающегося гребня позволил измерить УЭПР области обрушения на ортогональной поляризации, при этом не было выявлено зависимости УЭПР от скорости ветра и угла зондирования. УЭПР на необрушающихся ветровых волнах рассчитана в рамках модели малых уклонов c использованием экспериментально измеренных спектров ветрового волнения. Показано, что УЭПР на ортогональной поляризации монотонно нарастает с ростом скорости ветра, в том числе, и при ураганных условиях. При этом вклад в УЭПР необрушающихся ветровых волн испытывает насыщение при скорости ветра выше 25 м/с. Монотонный рост УЭПР при более высоких скоростях ветра связан с увеличением площади поверхности, занятой обрушениями. Построена композитная модель рассеяния СВЧ-излучения на взволнованной водной поверхности, которая верифицирована на основе сопоставления с данными измерений. Показана возможность построения геофизической модельной функции для условий океана на базе предложенной композитной модели, которая может быть использована при дистанционном измерении скорости ветра в условиях морского шторма и урагана, в том числе, с помощью инструментов космического базирования.