曲晓俊, 李 晨, 戴永寿

一种适用于小入射角条件下的白冠海面后向散射模型

曲晓俊, 李 晨, 戴永寿

(中国石油大学(华东), 海洋与空间信息学院, 山东 青岛 266580)

本文提出了一种白冠海面的小入射角星载雷达后向散射模型, 模型包括海面非波浪破碎部分和波浪破碎部分的后向散射。在风的作用下, 海浪破碎形成白冠, 对星载雷达的后向散射信号造成影响。文中利用热带降雨测绘任务卫星搭载的降雨雷达(TRMM PR)和欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的时空匹配数据集, 拟合得出小入射角下星载雷达海面波浪破碎部分的后向散射模型, 并分别与高斯分布/非高斯的海浪斜率分布海面的准镜面散射模型组成了白冠海面小入射角星载雷达后向散射模型。经实测数据对比, 本文提出的由非高斯准镜面散射和考虑波浪破碎组合模型有效。

白冠海面; 半经验方法; 小入射角; 后向散射模型

在海洋环境中, 海表面在风的连续作用下产生波浪, 波浪逐渐成长, 其波动的非线性增强[1]。当风速达到某一临界值时, 波浪发生破碎并在波峰处产生大量的水沫和水滴, 同时在海水内部和表面产生大量的气泡, 这种在波面上清晰可见的白色水体就是所谓的海洋白冠[2]。随着风速持续增强, 白冠覆盖率达到一定值时, 海洋白冠会显著改变海面的介电性质和辐射特性, 对星载卫星遥感测量产生影响。研究表明, 在微波波段中白冠引起的海面微波辐射率与无白冠海面相比较约增加20%～30%, 其特性显著不同[3]。……