Исследование сезонной изменчивости характеристик поля волн в Азовском море с помощью методов ДЗЗ
ВВЕДЕНИЕ
Сейшевые, сгонные и нагонные колебания уровня Азовского моря играют важную роль в его динамике. Эти процессы необходимо учитывать при судоходстве, проектировании и строении береговых сооружений и в ряде других приложений. Основным средством инструментального контроля этих колебаний по всей акватории Азовского моря является мониторинг, осуществляемый с помощью радиоальтиметров, установленных на космических аппаратах. В настоящее время инструментальный мониторинг успешно сочетается с численным моделированием состояния морской поверхности).В настоящее время в исследованиях Мирового океана происходит интенсивное развитие и внедрение в практику методов и средств дистанционного зондирования. Интерпретация и возможности использования данных дистанционных измерений во многом определяются моделями, связывающими топографические характеристики морской поверхности с процессами в пограничных слоях атмосферы и океана.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ12
РАЗДЕЛ 1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ16
1.1. Физико-географические особенности Азовского моря16
1.2 Особенности поля поверхностных волн Азовского моря19
1.3 Методы и средства измерения морских волн19
Выводы по Разделу 129
РАЗДЕЛ 2 Анализ ресурсов, предоставляющих данные по полю волн Азовского моря.30
2.1.Информационный ресурс Copernicus.30
2.2. Информационный ресурс NOAA. National Oceanic and Atmospheric Administration34
2.3. Сезонный ход волновых характеристик Азовского моря37
Выводы по разделу 237
РАЗДЕЛ 339
3.1 Зависимость формы отраженного импульса от распределения возвышений морской поверхности39
3.2 Анализ пространственной и временной изменчивости Азовского моря.41
3. 3. Расчетная часть42
3.3.1 Модель отраженного радиоимпульса44
3.3.2. Cпособы определения скорости приводного ветра средствами дистанционного зондирования45
3.3.3. Зеркальное отражение радиоволн морской поверхностью48
3.3.4. Особенности ветрового режима над акваторией Азовского моря в феврале49
3.3.5 Особенности пространственного распределения ветровых колебаний уровня66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ (ВЫВОДЫ).73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.
1. Пустовойтенко В.В., Запевалов А.С. Оперативная океанография: Спутниковая альтиметрия – Современное состояние, перспективы и проблемы // Серия. Современные проблемы океанологии, Севастополь: НПЦ “ЭКОСИ-Гидрофизика”. 2012. Вып. № 11. 218 с.
2. Фомин В.В., Полозок А.А. Технология моделирования штормовых нагонов и ветрового волнения в Азовском море на неструктурированных сетках // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. 2013. Вып. 27. С. 139–145.
3. Дивинский, Б.В., Косьян, Р.Д., Фомин, В.В. Климатические поля морских течений и ветрового волнения Азовского моря // Доклады Российской Академии Наук. Науки о Земле. 2021. Т. 501, № 1. С. 94-107. DOI:10.31857/S26867397210900854. Cheng, Y., Xu, Q., Gao, L., Li, X., Zou, B., Liu, T.: Sea state bias variability in satellite altimetry data // Remote sensing, 11(10), 1176 (2019). doi:10.3390/rs11101176.
5. Badulin S.I., Grigorieva V.G., Shabanov P.A., Sharmar V.D., Karpov I.O. Sea state bias in altimetry measurements within the theory of similarity for wind-driven seas // Adv. Space Res.. 2021. Vol. 68. No. 2. P. 978-988. doi: 10.1016/j.asr.2019.11.040.
6. Запевалов А.С. Влияние асимметрии и эксцесса распределения возвышений взволнованной морской поверхности на точность альтиметрических измерений ее уровня // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2012. Т. 48. № 2. С. 224–231.
7. Pokazeev, K.V., Zapevalov, A.S., Pustovoytenko, V.V. The simulation of a radar altimeter return waveform // Moscow University Physics Bulletin, 2013, Vol. 68, Issue 5, P. 420-425, doi 10.3103/S0027134913050135.
8. Pires N., Fernandes, M., Gommenginger C., Scharroo R. A conceptually simple modeling approach for Jason-1 sea state bias correction based on 3 parameters exclusively derived from altimetric information // Remote Sensing. 2016. Vol. 8. No. 7. P. 576. doi: 10.3390/rs8070576
9. Запевалов А.С. Годовой ход
Зависимость формы и площади сегмента подстилающей поверхности, с которого отражается зондирующий импульс альтиметра от времени.
Спутник движется по орбите со скоростью 5.8 км/с вдоль трека. При таком осреднении с интервалами осреднения 1, 0.1 и 0.05 с суммарная площадь, с которой получена информация соответственно составляет 19.75, 6.52 и 5.78 км2.
На прохождение радиоимпульса альтиметра сильно влияет состояние атмосферы, которое выражается в увеличении времени возврата зондирующего сигнала, что приводит к ошибке определения положения спутника над поверхностью океана.
Явление рефракции радиоимпульса в атмосфере можно разделить на следующие виды:
1)рассеяние молекулами воздуха, в первую очередь обусловленное наличием молекул кислорода в составе атмосферы (поправка на «сухую» тропосферу);2)поглощение водяным паром и облаками (поправка на влажность);3)рассеяние на свободных электронах в ионосфере (ионосферная поправка).