研究目的
通过高分辨率数值模拟，提高对海表微尺度特征及其在合成孔径雷达影像中表现的理解。
研究成果
CFD与雷达成像模型的结合方法成功复现了合成孔径雷达图像中各类海洋特征的海面特征。该研究还探索了将SAR图像与海洋磁力计数据相结合进行海洋探测的潜力，提出了一种检测瞬变海洋动力学的新方法。
研究不足
该流体动力学模型没有自由表面，这限制了表面波场的发展。该模型还简化了某些物理过程，例如在雷达成像模型中忽略了诸如波浪破碎等非线性效应。
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SAR卫星影像中海表微尺度特征——第二部分：数值模拟
DOI：10.5194/os-10-427-2014
期刊：Ocean Science
出版年份：2014
更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要：
随着新一代合成孔径雷达（SAR）卫星的问世，现已能够解析米级尺度的海表精细特征。由于部分海表特征可能源于大气畸变（重力波、飑线）或人为影响（油膜），且未必与上层海洋动力过程相关，因此在SAR影像中准确识别海表特征具有一定挑战性。为深入理解海表精细特征的物理本质及其SAR成像特征，我们采用三维非静力计算流体力学模型与雷达成像模型相结合的高分辨率数值模拟方法，将流体力学模型输出的表面流速场作为雷达成像模型的输入数据。该联合模拟方法成功复现了舰船尾迹、低密度羽流以及分层环境内波在SAR中的海表成像特征，其数值结果与配套论文报道的SAR过境期间原位观测数据一致。已知海表及内波还会在海洋磁场中产生可测信号，本文通过计算流体力学研究海洋过程的磁特征，这为瞬变海洋动力学的SAR特征与海洋磁场波动之间建立了潜在关联。我们认为将SAR影像与海洋磁力计数据结合，可作为补充性的海洋监测手段。本工作提出的新方法可推广至包括锋面和涡旋在内的其他上层海洋动力过程，将成为解读海表SAR影像的重要工具。
作者：
S. Matt，A. Fujimura，A. Soloviev，S. H. Rhee，R. Romeiser
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