Моделювання радіолокаційного розсіювання еоловими формами рельєфу пустель

Автор(и)

  • Олександр Якович Матвєєв Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України, вул. Акад. Проскури 12, Харків, 61085, Україна. https://orcid.org/0000-0003-4811-1191
  • Сергій Анатолійович Величко Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України, вул. Акад. Проскури 12, Харків, 61085, Україна. https://orcid.org/0000-0002-2579-2134
  • Дмитро Михайлович Бичков Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України, вул. Акад. Проскури 12, Харків, 61085, Україна. https://orcid.org/0000-0002-1557-7174
  • Віктор Кузьмич Іванов Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України, вул. Акад. Проскури 12, Харків, 61085, Україна. https://orcid.org/0000-0001-5264-9440
  • Валерій Миколайович Цимбал Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України, вул. Акад. Проскури 12, Харків, 61085, Україна. https://orcid.org/0000-0001-9111-0085

DOI:

https://doi.org/10.36023/ujrs.2023.10.1.226

Ключові слова:

радіолокаційне дистанційне зондування, моніторинг пустелі, аномально вузькоспрямоване зворотне розсіювання, піщаний наелектризований шар

Анотація

З метою виявлення походження ефекту аномально вузькоспрямованого зворотного розсіювання радіохвиль (АВЗРР) СМ-діапазону у пустельних районах в роботі описаний комплексний аналіз багаторічних досліджень ділянок пустелі Сахари. За результатами аналізу, який виконувався із застосуванням радіолокаційних даних РСА супутника «Envisat-1», результатів контактних вимірів, погодних умов та з урахуванням сучасних теорій, виконано моделювання особливостей розсіювання радіохвиль еоловим рельєфом пустелі. Запропоновано нову модель аномального зворотного розсіяння, за якою головним розсіювачем у бік радіолокатора є решітка, що сформована вітром з наелектризованих сальтонов та рептонов на висоті 2–3 см від поверхні і повторює рельєф брижів та барханів. Нова модель дозволила пояснити головні особливості експериментальних досліджень ефекту АВЗРР. А саме: залежність ефективної поверхні розсіювання радіохвиль досліджуваним рельєфом від швидкості приповерхневого вітру до 10м/с при зустрічних напрямах векторів вітру і радіозондування поверхні, а також при їх взаємному азимутальному відхиленні на ±45град. За використанням нової моделі запропоновано супутниковий контроль вологості при поверхневого шару пустельних районів Землі на довжинах радіохвиль 3см і 5.6см з кутами огляду .

Посилання

Al-Hashemi, H. M. B., & Al-Amoudi, O. S. B. (2018). A review on the angle of repose of granular materials. Powder Technology, 330, 397–417. DOI: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.02.003.

Bagnold, R. A. (1941). The Physics of Blown Sand and Desert Dunes. London, U.K.: Methuen.

Bychkov, D. M., Ivanov, V. K., Matveyev, A. Ya., Tsymbal, V. N., & Yatsevich, S. Ye. (2020a). Space-borne radar observation of near-surface wind effecton anomalously highly-directional backscattering of radio waves from aeolianprocesses of sand and dust transporting in desert regions. Radiofiz. elektron., 25(1), 21–27. DOI: https://doi.org/10.15407/rej2020.01.021.

Bychkov, D. M., Ivanov, V. K., Matveyev, A. Ya., Tsymbal, V. N., & Yatsevich, S. Ye. (2020b). Space-borne radar observation of near-surface wind effect on anomalously highly-directional backscattering of radio waves from Aeolian processes of sand and dust transporting in desert regions. Ukrainian Journal of Remote Sensing, 24, 4–8. DOI: https://doi.org/10.36023/ujrs.2020.24.162.

Greeley, R., Blumberg, D. G., & Williams, S. H. (1996). Field Measurements of the Flux and Speed of Wind-Blown Sand. Sedimentology, 43, 41–52.

Herrmann, L., Stahr, K., & Jahn, R. (1999).The Importance of Source Region Identification and Their Properties for Soil-Derived Dust: the Case of Harmattan Dust Sources for Eastern West Africa. Contributions to Atmospheric Physics, 72, 141–150.

Ho, T. D., Valance, A., Dupont, P., & Ould El Moctar, A. (2014). Aeolian sand transport: Length and height distributions of saltation trajectories. Aeolian Research, 12, 65–74.

Ivanov, V. K. (Eds.) (2018). Radar monitoring of natural and anthropogenic hazardous phenomena. (Part 2). Lambert Academic Publishing, Germany. Retrieved from https: //www.lappublishing.com.

Ivanov, V. K., Matveev, A. Ya., Tsymbal, V. N., & Yatsevich, S. Ye. (2015a). Radar investigations of the aeolian sand and dust transporting manifestations in desert areas. Telecommun. Radio Eng., 74(14), 1269–1283.

Ivanov, V. K., Matveev, A. Ya., Tsymbal, V. N., & Yatsevich, S. Ye. (2015b). Radar monitoring of aeolian sand and dust transporting manifestations in desert areas. Fiz. Osnovy Priborostr., 4(4), 46–59.

Ivanov, V. K., Matveyev, A. Ya., Tsymbal, V. N., Yatsevich, S. Ye., & Bychkov, D. M. (2016). Spaceborne radar identification of desert regions as suppliers of dust into the atmosphere. Ukrainian Journal of Remote Sensing, 11, 39–47. Retrieved from https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/87/pdf.

Kok, J. F, Parteli, E. J. R., Michaels, T. I., & Bou Karam, D. (2012). The Physics of Wind-Blown Sand and Dust. Reports on Progress in Physics. 75, 106901.

Kok, J. F., & Renno, N. O. (2008). Electrostatics in wind-blown sand. Physycal Review Letters, 100, 014501. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.014501.

Lancaster, N. (2009). Aeolian Features and Processes. In Young, R. & Norby, L. Geological Monitoring, 1–25, Boulder, Colorado, Geological Society of America, DOI: https://doi.org/10.1130/2009.monitoring(01).

Malinovskaya, E. A. (2019). Transformation of aeolian relief forms under wind influence. Izvestiya RAN, Atmospheric and Oceanic Physics, 53(1), 54–64.

McHone, J. F., Greely, R., & Blumberg, D. (1996). SIR-C/X-SAR Radar Studies; Impact and Aeolian Features, Borkov Region Northern Chad. Lunar and Planetary Science, 27, 849. Retrieved from http://adsabs.harvard.edu/full/1996LPI....27..849M.

Middleton, N. J., & Goudie, A. S. (2001). Saharan dust: Sources and trajectories. Transactions of the Institute of British Geographers, 26(2), 165. DOI: https://doi.org/10.1111/1475.

Namikas, S. L. (2003). Field Measurement and Numerical Modeling of Aeolian Mass-Flux Distributions on a Sandy Beach. Sedimentology, 50, 303–326.

Ozer, P. (2006). Dust in the Wind and Public Health: Example From Mauritania. International Conference Desertification, Migration, Health, Remidiation and Local Governance. Royal Academy for Overseas Sciences United Nations Brussels. 55–74.

Prandtl, L. (1935). The mechanics of viscous fluids. Aerodynamic Theory, III(G), 34, Berlin: Springer.

Pye, K., & Tsoar, H. (2009) Aeolian Sand and Sand Dunes. Berlin. Heidelberg: Springer. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-85910-9.

Schmidt, D. S., Schmidt, R. A., & Dent, J. D. (1998). Electrostatic Force on Saltating Sand. Journal of Geophysical Research, 103(8), 8997–9001.

Stephen, H., & Long, D. G. (2005). Microwave Backscatter Modeling of Erg Surfaces in the Sahara Desert. IEEE Trans. Geosci. and Rem. Sens., 43(2). 238–247.

Stow, C. D. (1969). Dust and Sand Storm Electrification. Weather, 24(4), 134–137.

Tajudin, M. T. J. (2014). Study and design of reconfigurable antennas using plasma medium. Universite Rennes 1. Retrieved from https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01060295.

Williams, K. K., & Greeley, R. (2004). Laboratory and field measurements of the modification of radar backscatter by sand. Remote Sensing of Environment, 89, 29–40.

Zolotokrylin, A. N. (2003). Desertification climatique. Moscow: Nauka.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-04-03

Як цитувати

Матвєєв, О. Я., Величко, С. А., Бичков, Д. М., Іванов, В. К., & Цимбал, В. М. (2023). Моделювання радіолокаційного розсіювання еоловими формами рельєфу пустель. Український журнал дистанційного зондування Землі, 10(1), 4–10. https://doi.org/10.36023/ujrs.2023.10.1.226

Номер

Том 10 № 1 (2023)

Розділ

Методи збору, обробки та інтерпретації даних спостереження Землі

Ліцензія

Ліцензійні умови: автори зберігають авторські права та надають журналу право першої публікації на твір, одночасно ліцензований за міжнародною ліцензією Creative Commons Attribution License International CC-BY, що дозволяє іншим поділитися твором з підтвердженням авторства твору та первинною публікацією в цьому журналі.

Автори, направляючи рукопис у редакцію «Українського журналу дистанційного зондування Землі», погоджуються з тим, що редакції передаються права на захист і використання рукопису (переданого до редакції журналу матеріалу, в т. ч. такі об’єкти авторського права як фотографії автора, рисунки, схеми, таблиці тощо), в тому числі на відтворення у пресі та мережі Інтернет, на поширення, на переклад рукопису на будь-які мови, експорту та імпорту примірників журналу зі статтею авторів з метою розповсюдження, на доведення до загального відома. Зазначені вище права автори передають редакції без обмеження терміну і на території всіх країн світу без обмеження в т. ч. на території України.

Автори гарантують наявність у них виняткових прав на використання переданого редакції матеріалу. Редакція не несе відповідальності перед третіми особами за порушення даних авторами гарантій. За Авторами залишається право використання їх опублікованого матеріалу, його фрагментів і частин в особистих, у тому числи наукових і освітянських цілях. Права на рукопис вважаються переданими Авторами редакції з моменту підписання до друку випуску журналу, в якому він публікується. Передрук матеріалів, опублікованих у журналі, іншими фізичними та юридичними особами можливий тільки зі згоди редакції, з обов’язковим зазначенням випуску журналу, в якому було опубліковано матеріал.