Радиолокационная идентификация пустынных областей — источников насыщения пылью атмосферы / Radar identification of desert regions are sources of atmospheric dust saturation

Бычков Д. М. / Bychkov, D. M.
Институт радиофизики и электроники НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Украины
Иванов В. К. / Ivanov, V. K.
Институт радиофизики и электроники НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Украины
Матвеев А. Я. / Matveev, A. Ya.
Институт радиофизики и электроники НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Украины
Цымбал В. Н. / Tsymbal, V. N.
Институт радиофизики и электроники НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Украины
Яцевич С. Е. / Yatsevich, S. E.
Институт радиофизики и электроники НАН Украины / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Украины
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1504-056069

Бычков Д. М., Иванов В. К., Матвеев А. Я., Цымбал В. Н., Яцевич С. Е. Радиолокационная идентификация пустынных областей — источников насыщения пылью атмосферы // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 4(17). С. 56–69.
Bychkov, D. M., Ivanov, V. K., Matveev, A. Ya., Tsymbal, V. N., Yatsevich, S. E. Radar identification of desert regions are sources of atmospheric dust saturation // Physical Bases of Instrumentation. 2015. Vol. 4. No. 4(17). P. 56–69.


Аннотация: Представлены первые результаты отработки радиолокационного метода идентификации пустынных областей, в которых происходит эоловый процесс подъема пыли с поверхности в атмосферу. Для отработки метода использованы калиброванные данные радиолокационного дистанционного зондирования (ДЗ) пустынь Мавритании ASAR Envisat-1, предоставленные Европейским космическим агентством (ESA) в рамках выполнения проекта ID: C1F.30193. Для идентификации источников подъема пыли использованы проявления аномально узконаправленного обратного рассеяния радиоволн, возникавшие при локальных углах облучения поверхности Θ ~30° [1]. Проанализированы особенности проявления узконаправленного обратного аномального рассеяния радиоволн на радиолокационных изображениях при различных скоростях приповерхностного ветра и разных соотношениях направлений ветра и радиолокационного облучения поверхности. Показано, что характеристики рассеяния хорошо согласуются с особенностями формирования границы ионизированного слоя, окаймляющего структуры песчаной ряби в процессе ее формирования при эоловом переносе песчано-пылевой смеси. При этом ионизация вызывается сильным неоднородным электрическим полем, возникающим за счет перемещения по воздуху над песчаной подложкой отрицательно заряженных песчинок — сальтонов и рептонов. Отмечено, что радиолокационное ДЗ позволяет выявлять районы поднятия пыли в атмосферу даже на этапе зарождения процесса независимо от освещенности, состояния облачного покрова и запыленности атмосферы.

Abstract: The first results of adjustment of a radar method of identification of desert regions in which there is a process of a dust lifting from a surface in atmosphere, generated by Aeolian near-surface sandy-dust mix transportation are presented. Adjustment was made with use of the remote sensed Envisat-1 ASAR calibrated data of Mauritania deserts, provided by ESA in frame of Restrained Dataset Project ID: C1F.30193. For identification were used manifestations of anomaly highly directional radio waves backscattering effects, appeared at the incidence angle surface illuminations Θ ~30° [1]. The peculiarities of anomaly highly directional radio waves backscattering manifestation on radar images resulting from the various of the near-surface wind speeds and directions, different relationships of surface radar illumination and wind directions. It is shown that they are in good agreement with the peculiarities of the formation of the boundary layer of ionized bordering structure sand ripples in the process of aeolian sand-dust mixture transportation. Ionization is caused by a strong inhomogeneous electric field arising due to the movement of negatively charged grains — saltants and reptons on air over sandy surface. It is shown that radar remote sensing makes it possible to identify areas providing lifting dust into the atmosphere by radar remote sensing regardless of atmospheric dustiness, light and clouds conditions.

Ключевые слова: атмосферная пыль, узконаправленное обратное рассеяние радиоволн, эоловый перенос песка и пыли, выявление районов поднятия пыли в атмосферу, песчаная рябь, ионизация, электрическое поле, radar sensing, highly directional radio wave backscatter, aeolian transport of sand and dust, identification of areas providing lifting dust into the atmosphere, sand ripples, ionization, атмосферная пыль


Литература / References