《海面微波散射場時間序列相位差特徵與頻譜特性研究》是依託中國海洋大學，由張彥敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：海面微波散射場時間序列相位差特徵與頻譜特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張彥敏
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
海面微波散射場時間序列幅值與相位差的聯合統計分布特徵及散射回波頻譜特性不但能體現散射場強度信息而且還直接反映了海浪的運動特徵，這使其在海面風、浪、流等的遙感監測中具有廣泛套用前景，從而該課題研究不僅具有理論意義而且還具有一定的套用價值。.本課題基於海面電磁散射近似方法及數值方法並結合特徵函式法研究動態海面散射回波時間序列幅值與相位差的聯合統計分布特徵，著重分析去相關效應、海面油膜、海面風場及波浪調製等因素對該統計分布特徵的影響；在此基礎上，將不同電磁散射方法與海面質元軌道速度分布特徵相結合，研究不同入射角區域後向散射回波的頻譜特性，通過分析駐相散射點速度分布特徵、鏡向散射和Bragg散射對總場的貢獻率、大尺度波浪調製、海面油膜及遮蔽效應等因素的影響，給出適用於不同入射角區域並考慮了海面油膜影響的回波頻譜理論模型；在不同海況條件下，通過與微波散射計實測數據相比較，驗證所得頻譜模型的有效性。
結題摘要
海面微波散射場時間序列幅值與相位差的聯合統計分布特徵及散射回波頻譜特性不但能體現散射場強度信息而且還直接反映了海浪的運動特徵，這使其在海面風、浪、流等的遙感監測中具有廣泛套用前景，從而該課題研究不僅具有理論意義而且還具有一定的套用價值。本課題首先基於電磁散射近似方法開展了海面電磁散射特性研究。結合油膜衰減模型和電磁散射雙尺度理論研究了一定厚度油膜覆蓋海面的回波散射特性，建立了油膜對海浪的抑制模型，並在此基礎上，求解了油膜覆蓋海面的微波後向散射係數。基於莫寧相似性理論深入討論了一定風區條件下，海洋-大氣不穩定性對海面中性風速和海浪譜的影響，分析了海面和大氣溫差對不同波段微波散射回波特性的影響。研究表明非穩定海洋-大氣條件下，該溫差對後向散射係數的影響非常顯著，然而隨著風速的增大，該影響有所減弱。在以上研究的基礎上，項目組成員套用隨機信號特徵函式法研究散射回波時間序列幅值與相位差的聯合統計分布特徵，並建立了相位差的統計分布模型；進一步建立了適用於不同入射角區域海面微波後向散射回波的頻譜模型，研究過程中考慮到不同入射角區域的散射機制的異同，分析了駐相散射點速度分布特徵、鏡向散射和Bragg散射對總場的貢獻率、大尺度波浪調製及遮蔽效應等因素的影響；並建立了油膜海面散射回波頻譜理論模型，發現海面散射回波頻移和譜寬主要由大尺度波浪決定，油膜海面與清潔海面的差別不大，油膜海面和清潔海面散射回波譜寬的差別更小。在不同海況條件下，本項目建立的理論模型結果與實測數據相比較，驗證了所得頻譜模型的有效性。本項目已按照研究計畫開展研究，達到了項目的預期研究目標。在本項目開展研究的三年期間，基於項目研究內容和所得結果在IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing, Progress in electromagnetics research B, Journal of Applied Remote sensing, Acta Oceanologica Sinica等國內外知名學術期刊上和會議上發表/接收科研論文9篇，其中SCI收錄(源刊)5篇，EI收錄1篇。另外，基於該項目培養了青年教師2名，碩士研究生3名。
