大连新港“连·16溢油事故”直接经济损失评估
1
2013
... 海洋是地球的蓝色宝库,孕育了丰富的资源,是人类可持续发展的重要资源.随着社会经济的发展,人类不断对海洋资源进行开发利用给海洋生态环境造成了不同程度的损害,尤其是海洋石油勘探开发活动与海上运输业等活动的溢油污染对其生态环境造成了巨大的灾害.近年来,发生过多起恶性溢油事故,如2010年大连新港石油管道爆炸事故,1 500余t原油流入海湾,造成直接经济损失共近44.80亿元 [1]; 美国墨西哥湾“深水地平线”石油钻井平台爆炸事故,造成北美国家的直接经济损失约数千亿美元,对全球生态环境损害无以量计 [2]; 2011年蓬莱“19-3平台溢油事件”,造成的生态损害价值共计16.83亿元 [3]; 还有2018年“桑吉”轮碰撞事故等.溢油事故往往造成大面积海域污染,造成严重的生态破坏,带来巨大的经济损失,因此已引起各国政府的高度重视.世界各国都积极参与海上溢油的监视和遥感监测.由于我国经济飞速发展和石油战略储备的需要,海上石油运输量猛增,油轮数量增加且呈大型化趋势,这就增大了溢油事故尤其是大型溢油事故的可能性.需要采取及时、有效的应急反应行动,以减少溢油的危害,保护海洋生态环境. ...
大连新港“连·16溢油事故”直接经济损失评估
1
2013
... 海洋是地球的蓝色宝库,孕育了丰富的资源,是人类可持续发展的重要资源.随着社会经济的发展,人类不断对海洋资源进行开发利用给海洋生态环境造成了不同程度的损害,尤其是海洋石油勘探开发活动与海上运输业等活动的溢油污染对其生态环境造成了巨大的灾害.近年来,发生过多起恶性溢油事故,如2010年大连新港石油管道爆炸事故,1 500余t原油流入海湾,造成直接经济损失共近44.80亿元 [1]; 美国墨西哥湾“深水地平线”石油钻井平台爆炸事故,造成北美国家的直接经济损失约数千亿美元,对全球生态环境损害无以量计 [2]; 2011年蓬莱“19-3平台溢油事件”,造成的生态损害价值共计16.83亿元 [3]; 还有2018年“桑吉”轮碰撞事故等.溢油事故往往造成大面积海域污染,造成严重的生态破坏,带来巨大的经济损失,因此已引起各国政府的高度重视.世界各国都积极参与海上溢油的监视和遥感监测.由于我国经济飞速发展和石油战略储备的需要,海上石油运输量猛增,油轮数量增加且呈大型化趋势,这就增大了溢油事故尤其是大型溢油事故的可能性.需要采取及时、有效的应急反应行动,以减少溢油的危害,保护海洋生态环境. ...
从美国政府墨西哥湾事故调查委员会组成得到的启示
1
2011
... 海洋是地球的蓝色宝库,孕育了丰富的资源,是人类可持续发展的重要资源.随着社会经济的发展,人类不断对海洋资源进行开发利用给海洋生态环境造成了不同程度的损害,尤其是海洋石油勘探开发活动与海上运输业等活动的溢油污染对其生态环境造成了巨大的灾害.近年来,发生过多起恶性溢油事故,如2010年大连新港石油管道爆炸事故,1 500余t原油流入海湾,造成直接经济损失共近44.80亿元 [1]; 美国墨西哥湾“深水地平线”石油钻井平台爆炸事故,造成北美国家的直接经济损失约数千亿美元,对全球生态环境损害无以量计 [2]; 2011年蓬莱“19-3平台溢油事件”,造成的生态损害价值共计16.83亿元 [3]; 还有2018年“桑吉”轮碰撞事故等.溢油事故往往造成大面积海域污染,造成严重的生态破坏,带来巨大的经济损失,因此已引起各国政府的高度重视.世界各国都积极参与海上溢油的监视和遥感监测.由于我国经济飞速发展和石油战略储备的需要,海上石油运输量猛增,油轮数量增加且呈大型化趋势,这就增大了溢油事故尤其是大型溢油事故的可能性.需要采取及时、有效的应急反应行动,以减少溢油的危害,保护海洋生态环境. ...
从美国政府墨西哥湾事故调查委员会组成得到的启示
1
2011
... 海洋是地球的蓝色宝库,孕育了丰富的资源,是人类可持续发展的重要资源.随着社会经济的发展,人类不断对海洋资源进行开发利用给海洋生态环境造成了不同程度的损害,尤其是海洋石油勘探开发活动与海上运输业等活动的溢油污染对其生态环境造成了巨大的灾害.近年来,发生过多起恶性溢油事故,如2010年大连新港石油管道爆炸事故,1 500余t原油流入海湾,造成直接经济损失共近44.80亿元 [1]; 美国墨西哥湾“深水地平线”石油钻井平台爆炸事故,造成北美国家的直接经济损失约数千亿美元,对全球生态环境损害无以量计 [2]; 2011年蓬莱“19-3平台溢油事件”,造成的生态损害价值共计16.83亿元 [3]; 还有2018年“桑吉”轮碰撞事故等.溢油事故往往造成大面积海域污染,造成严重的生态破坏,带来巨大的经济损失,因此已引起各国政府的高度重视.世界各国都积极参与海上溢油的监视和遥感监测.由于我国经济飞速发展和石油战略储备的需要,海上石油运输量猛增,油轮数量增加且呈大型化趋势,这就增大了溢油事故尤其是大型溢油事故的可能性.需要采取及时、有效的应急反应行动,以减少溢油的危害,保护海洋生态环境. ...
蓬莱19-3油田溢油事故联合调查组关于事故调查处理报告
1
2012
... 海洋是地球的蓝色宝库,孕育了丰富的资源,是人类可持续发展的重要资源.随着社会经济的发展,人类不断对海洋资源进行开发利用给海洋生态环境造成了不同程度的损害,尤其是海洋石油勘探开发活动与海上运输业等活动的溢油污染对其生态环境造成了巨大的灾害.近年来,发生过多起恶性溢油事故,如2010年大连新港石油管道爆炸事故,1 500余t原油流入海湾,造成直接经济损失共近44.80亿元 [1]; 美国墨西哥湾“深水地平线”石油钻井平台爆炸事故,造成北美国家的直接经济损失约数千亿美元,对全球生态环境损害无以量计 [2]; 2011年蓬莱“19-3平台溢油事件”,造成的生态损害价值共计16.83亿元 [3]; 还有2018年“桑吉”轮碰撞事故等.溢油事故往往造成大面积海域污染,造成严重的生态破坏,带来巨大的经济损失,因此已引起各国政府的高度重视.世界各国都积极参与海上溢油的监视和遥感监测.由于我国经济飞速发展和石油战略储备的需要,海上石油运输量猛增,油轮数量增加且呈大型化趋势,这就增大了溢油事故尤其是大型溢油事故的可能性.需要采取及时、有效的应急反应行动,以减少溢油的危害,保护海洋生态环境. ...
蓬莱19-3油田溢油事故联合调查组关于事故调查处理报告
1
2012
... 海洋是地球的蓝色宝库,孕育了丰富的资源,是人类可持续发展的重要资源.随着社会经济的发展,人类不断对海洋资源进行开发利用给海洋生态环境造成了不同程度的损害,尤其是海洋石油勘探开发活动与海上运输业等活动的溢油污染对其生态环境造成了巨大的灾害.近年来,发生过多起恶性溢油事故,如2010年大连新港石油管道爆炸事故,1 500余t原油流入海湾,造成直接经济损失共近44.80亿元 [1]; 美国墨西哥湾“深水地平线”石油钻井平台爆炸事故,造成北美国家的直接经济损失约数千亿美元,对全球生态环境损害无以量计 [2]; 2011年蓬莱“19-3平台溢油事件”,造成的生态损害价值共计16.83亿元 [3]; 还有2018年“桑吉”轮碰撞事故等.溢油事故往往造成大面积海域污染,造成严重的生态破坏,带来巨大的经济损失,因此已引起各国政府的高度重视.世界各国都积极参与海上溢油的监视和遥感监测.由于我国经济飞速发展和石油战略储备的需要,海上石油运输量猛增,油轮数量增加且呈大型化趋势,这就增大了溢油事故尤其是大型溢油事故的可能性.需要采取及时、有效的应急反应行动,以减少溢油的危害,保护海洋生态环境. ...
A perspective on two decades of fundamental and applied research in electromagnetic scattering and high frequency ground wave radar on the Canadian East Coast
2
2002
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
... The main research of radom surface scattering calculation
Tab.1 | 作者及年份 | 采用的近似模型 | 比较评价 |
| Gill等,2002年[4] | 建立了海面雷达散射截面计算模型 | 对低入射角下海面垂直极化散射计算有效 |
| Hermansson等,2003年[5] | SPM近似模型 | SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面 |
Chen等,1988年[10]
Thorsos等,1989年[11]
Thorsos,1988年[12] | 使用高斯随机粗糙表面谱及P-M谱研究了K-A模型与SPA模型的适用性 | K-A模型与SPA模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射 |
| Khenchaf,2000年[13] | 基于TSM模型开展散射计算 | TSM模型尺度划分具有任意性 |
Voronovich,1985年[14]
Broschat,1993年[15]
Thorsos等,1995年[16]
Broschat等,1997年[17] | 基于SSA模型开展散射计算 | SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算 |
1.2 海面雷达电磁散射模拟计算 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
A review of models for scattering from rough surfaces
2
2003
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
... The main research of radom surface scattering calculation
Tab.1 | 作者及年份 | 采用的近似模型 | 比较评价 |
| Gill等,2002年[4] | 建立了海面雷达散射截面计算模型 | 对低入射角下海面垂直极化散射计算有效 |
| Hermansson等,2003年[5] | SPM近似模型 | SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面 |
Chen等,1988年[10]
Thorsos等,1989年[11]
Thorsos,1988年[12] | 使用高斯随机粗糙表面谱及P-M谱研究了K-A模型与SPA模型的适用性 | K-A模型与SPA模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射 |
| Khenchaf,2000年[13] | 基于TSM模型开展散射计算 | TSM模型尺度划分具有任意性 |
Voronovich,1985年[14]
Broschat,1993年[15]
Thorsos等,1995年[16]
Broschat等,1997年[17] | 基于SSA模型开展散射计算 | SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算 |
1.2 海面雷达电磁散射模拟计算 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
Reflection of electromagnetic waves from slightly rough surfaces
1
2010
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
The scattering of electromagnetic waves from rough surfaces
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1987
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
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1963
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
1
1978
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
A numerical study of the regions of validity of the Kirchhoff and small:Perturbation rough surface scattering models
2
1988
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
... The main research of radom surface scattering calculation
Tab.1 | 作者及年份 | 采用的近似模型 | 比较评价 |
| Gill等,2002年[4] | 建立了海面雷达散射截面计算模型 | 对低入射角下海面垂直极化散射计算有效 |
| Hermansson等,2003年[5] | SPM近似模型 | SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面 |
Chen等,1988年[10]
Thorsos等,1989年[11]
Thorsos,1988年[12] | 使用高斯随机粗糙表面谱及P-M谱研究了K-A模型与SPA模型的适用性 | K-A模型与SPA模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射 |
| Khenchaf,2000年[13] | 基于TSM模型开展散射计算 | TSM模型尺度划分具有任意性 |
Voronovich,1985年[14]
Broschat,1993年[15]
Thorsos等,1995年[16]
Broschat等,1997年[17] | 基于SSA模型开展散射计算 | SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算 |
1.2 海面雷达电磁散射模拟计算 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
The validity of the perturbation approximation for rough surface scattering using a Gaussian roughness spectrum
2
1989
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
... The main research of radom surface scattering calculation
Tab.1 | 作者及年份 | 采用的近似模型 | 比较评价 |
| Gill等,2002年[4] | 建立了海面雷达散射截面计算模型 | 对低入射角下海面垂直极化散射计算有效 |
| Hermansson等,2003年[5] | SPM近似模型 | SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面 |
Chen等,1988年[10]
Thorsos等,1989年[11]
Thorsos,1988年[12] | 使用高斯随机粗糙表面谱及P-M谱研究了K-A模型与SPA模型的适用性 | K-A模型与SPA模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射 |
| Khenchaf,2000年[13] | 基于TSM模型开展散射计算 | TSM模型尺度划分具有任意性 |
Voronovich,1985年[14]
Broschat,1993年[15]
Thorsos等,1995年[16]
Broschat等,1997年[17] | 基于SSA模型开展散射计算 | SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算 |
1.2 海面雷达电磁散射模拟计算 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
The validity of the Kirchhoff approximation for rough surface scattering using a Gaussian roughness spectrum
2
1988
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
... The main research of radom surface scattering calculation
Tab.1 | 作者及年份 | 采用的近似模型 | 比较评价 |
| Gill等,2002年[4] | 建立了海面雷达散射截面计算模型 | 对低入射角下海面垂直极化散射计算有效 |
| Hermansson等,2003年[5] | SPM近似模型 | SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面 |
Chen等,1988年[10]
Thorsos等,1989年[11]
Thorsos,1988年[12] | 使用高斯随机粗糙表面谱及P-M谱研究了K-A模型与SPA模型的适用性 | K-A模型与SPA模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射 |
| Khenchaf,2000年[13] | 基于TSM模型开展散射计算 | TSM模型尺度划分具有任意性 |
Voronovich,1985年[14]
Broschat,1993年[15]
Thorsos等,1995年[16]
Broschat等,1997年[17] | 基于SSA模型开展散射计算 | SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算 |
1.2 海面雷达电磁散射模拟计算 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
Bistatic scattering and depolarization by randomly rough surfaces:Application to the natural rough surfaces in X-band
2
2000
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
... The main research of radom surface scattering calculation
Tab.1 | 作者及年份 | 采用的近似模型 | 比较评价 |
| Gill等,2002年[4] | 建立了海面雷达散射截面计算模型 | 对低入射角下海面垂直极化散射计算有效 |
| Hermansson等,2003年[5] | SPM近似模型 | SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面 |
Chen等,1988年[10]
Thorsos等,1989年[11]
Thorsos,1988年[12] | 使用高斯随机粗糙表面谱及P-M谱研究了K-A模型与SPA模型的适用性 | K-A模型与SPA模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射 |
| Khenchaf,2000年[13] | 基于TSM模型开展散射计算 | TSM模型尺度划分具有任意性 |
Voronovich,1985年[14]
Broschat,1993年[15]
Thorsos等,1995年[16]
Broschat等,1997年[17] | 基于SSA模型开展散射计算 | SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算 |
1.2 海面雷达电磁散射模拟计算 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
Small slope approximation in wave scattering by rough surfaces
2
1985
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
... The main research of radom surface scattering calculation
Tab.1 | 作者及年份 | 采用的近似模型 | 比较评价 |
| Gill等,2002年[4] | 建立了海面雷达散射截面计算模型 | 对低入射角下海面垂直极化散射计算有效 |
| Hermansson等,2003年[5] | SPM近似模型 | SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面 |
Chen等,1988年[10]
Thorsos等,1989年[11]
Thorsos,1988年[12] | 使用高斯随机粗糙表面谱及P-M谱研究了K-A模型与SPA模型的适用性 | K-A模型与SPA模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射 |
| Khenchaf,2000年[13] | 基于TSM模型开展散射计算 | TSM模型尺度划分具有任意性 |
Voronovich,1985年[14]
Broschat,1993年[15]
Thorsos等,1995年[16]
Broschat等,1997年[17] | 基于SSA模型开展散射计算 | SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算 |
1.2 海面雷达电磁散射模拟计算 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
The small slope approximation reflection coefficient for scattering from a "Pierson-Moskowitz" sea surface
2
1993
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
... The main research of radom surface scattering calculation
Tab.1 | 作者及年份 | 采用的近似模型 | 比较评价 |
| Gill等,2002年[4] | 建立了海面雷达散射截面计算模型 | 对低入射角下海面垂直极化散射计算有效 |
| Hermansson等,2003年[5] | SPM近似模型 | SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面 |
Chen等,1988年[10]
Thorsos等,1989年[11]
Thorsos,1988年[12] | 使用高斯随机粗糙表面谱及P-M谱研究了K-A模型与SPA模型的适用性 | K-A模型与SPA模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射 |
| Khenchaf,2000年[13] | 基于TSM模型开展散射计算 | TSM模型尺度划分具有任意性 |
Voronovich,1985年[14]
Broschat,1993年[15]
Thorsos等,1995年[16]
Broschat等,1997年[17] | 基于SSA模型开展散射计算 | SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算 |
1.2 海面雷达电磁散射模拟计算 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
An investigation of the small slope approximation for scattering from rough surfaces.Part I.Theory
2
1995
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
... The main research of radom surface scattering calculation
Tab.1 | 作者及年份 | 采用的近似模型 | 比较评价 |
| Gill等,2002年[4] | 建立了海面雷达散射截面计算模型 | 对低入射角下海面垂直极化散射计算有效 |
| Hermansson等,2003年[5] | SPM近似模型 | SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面 |
Chen等,1988年[10]
Thorsos等,1989年[11]
Thorsos,1988年[12] | 使用高斯随机粗糙表面谱及P-M谱研究了K-A模型与SPA模型的适用性 | K-A模型与SPA模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射 |
| Khenchaf,2000年[13] | 基于TSM模型开展散射计算 | TSM模型尺度划分具有任意性 |
Voronovich,1985年[14]
Broschat,1993年[15]
Thorsos等,1995年[16]
Broschat等,1997年[17] | 基于SSA模型开展散射计算 | SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算 |
1.2 海面雷达电磁散射模拟计算 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
An investigation of the small slope approximation for scattering from rough surfaces.Part II.Numerical studies
2
1997
... 随机粗糙表面的雷达电磁波散射问题已被广泛开展研究,先后发展了多种近似模型(表1).Gill等[4]建立了海面雷达散射截面计算模型,其模型中考虑了多普勒频率影响,对低入射角下海面垂直极化散射计算有效.基尔霍夫近似(Kirchhoff approach,K-A)是较早的散射计算近似模型,其假定空间任意一点的附近的表面等效于该位置的切平面,这一假定当表面平均曲率比入射电磁波波长更大时成立,因此K-A近似模型适用于海面粗糙度较大的海况.小扰动近似模型(small perturbation method,SPM)被用以计算较小粗糙度表面的雷达后向散射截面[5],通过在小粗糙表面假定条件下,对非镜面散射部分表达式中的指数项进行泰勒展开替换,获取SPM模型估计局地尺度与入射波数、入射角、散射角、极化方式及海表面高度谱之间的定量公式,SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面,K-A模型与SPA模型应用最为广泛[6,7,8,9],Chen及Thorsos等学者先后使用高斯随机粗糙表面谱及Pierson-Moskowitz(P-M)谱研究了这两种近似模型的适用性限定条件[10,11,12],这两种模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射,然而现实海面常表现出多种尺度的粗糙度.为此,学者们提出了双尺度模型(two scale method,TSM)[13],TSM模型是对前述模型的综合,将表面散射看作全局尺度与局地尺度的平均,适用设定的波数值Kd对表面粗糙度进行尺度划分,并利用SPM模型估计局地尺度,但TSM模型中Kd选取是任意的,不同学者划分参数不尽相同.小斜率近似模型(small slop approximation,SSA)[14,15,16,17]与TSM模型类似,同样结合K-A模型与SPM模型,以拓展模型使用范围而适应于多种粗糙度表面.SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算. ...
... The main research of radom surface scattering calculation
Tab.1 | 作者及年份 | 采用的近似模型 | 比较评价 |
| Gill等,2002年[4] | 建立了海面雷达散射截面计算模型 | 对低入射角下海面垂直极化散射计算有效 |
| Hermansson等,2003年[5] | SPM近似模型 | SPM近似模型仅适用于粗糙度角较小的表面 |
Chen等,1988年[10]
Thorsos等,1989年[11]
Thorsos,1988年[12] | 使用高斯随机粗糙表面谱及P-M谱研究了K-A模型与SPA模型的适用性 | K-A模型与SPA模型只能计算单一粗糙度表面的电磁波散射 |
| Khenchaf,2000年[13] | 基于TSM模型开展散射计算 | TSM模型尺度划分具有任意性 |
Voronovich,1985年[14]
Broschat,1993年[15]
Thorsos等,1995年[16]
Broschat等,1997年[17] | 基于SSA模型开展散射计算 | SSA模型可以在一种理论框架下适应长、中、小尺度波数区间海面粗糙度下的散射计算 |
1.2 海面雷达电磁散射模拟计算 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
A proposed spectral form for fully developed wind seas based on the similarity theory of SA Kitaigorodskii
1
1964
... 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
Acoustic scattering from a “Pierson-Moskowitz”sea surface
1
1990
... 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
Radar scattering and equilibrium ranges in wind-generated waves with application to scatterometry
1
1987
... 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
Proposed model for the elevation spectrum of a wind-roughened sea surface
1
1979
... 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
An improved model of the ocean surface wave vector spectrum and its effects on radar backscatter
1
1994
... 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
A semi-empirical sea-spectrum model for scattering coefficient estimation
1
1982
... 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
A uni?ed directional spectrum for long and short wind-driven waves
1
1997
... 通过近似模型计算海面电磁散射,需要已知目标表面物理和几何特性,物理特性包括目标磁导率及介电常数,几何特性包括海表面斜率概率分布或海表面高度谱.前文研究中使用的P-M谱近似模拟了海面波频率谱随表面风速的变化,P-M谱对充分发展的海面具有较好的模拟[18,19],这些模型将探测表面描述为一种具有已知概率密度分布及相关方程的稳定的二维随机过程.遥感研究中首要获取小尺度粗糙表面高度谱,然而海面波长较短的波往往与长波同时存在,且受到长波的调制,因此,学者们先后发展出了多种描述整个波数区间的海面高度谱[20,21,22].Bjerkaas-Riede谱将波谱分为4个区间,分别用P-M谱描述重力波,用Pierson谱描述重力-短重力毛细波,用 Kitaigorodskii 及Leykin-Rosenber谱描述小重力波及重力毛细波,最后用Cox测量的斜率谱描述毛细波区间.Bjerkaas-Riede谱的缺点在于需要5个参数来调整波谱区间之间的连续性,并且只能用于描述充分发展的海面波浪.Fung等[23]将该谱简化到2个区间,分别适用P-M谱和Pierson谱描述重力波与重力-毛细波.Donelan-Pierson谱也分为2部分,其中重力波采用JONSWAP谱,更短尺度的表面波通过风输入及黏性阻尼及波浪引起的局地耗散之间的平衡来推导.Apel发展了一种简单的描述整个波浪区间解析模型来进行电磁散射计算,Elfouhaily等在总结和分析了已有海面高度谱模型的基础上,提出了一种统一的高度谱,它将海面谱写为各向同性的能量谱与角扩展函数的乘积,其结果与Cox和Munk试验测量结果及实际遥感数据吻合度均较好[24]. ...
Radar signatures of oil films floating on the sea and the Marangoni effect
2
1988
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
... Study on oil spill damping and scattering simulation
Tab.2 | 作者及年份 | 模型、方法与主要成果 | 比较评价 |
Alpers等,1988年[25]
Htihnerfuss,1986年[27] | 选择适当的物理海洋学模型来描述油膜对海洋表面的调制效果,揭示油膜层的电磁阻尼特性 | 采用Marangoni理论解释了油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用 |
| Lombardini等,1989年[28] | 给出了油膜阻尼比的解析表达式 | 模型计算与实际测量结果具有较好的一致性 |
| Gade等,1998年[39] | 基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式 | 计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线 |
Wei等, 1992年[36]
Onstott等,1992年[37]
Cini等,1978年[38].
Gade等,1998年[40,41] | 利用SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系.在阻尼计算中考虑了波动平衡方程各作用项的影响,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式 | Gade等基于阻尼比公式定性分析了多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式 |
| Ermakov等,1986年[34] | 对阻尼比公式进行了发展 | Ermakov描述了弹性油膜对表面重力毛细波的作用,Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型 |
2.2 海面溢油SAR信号模拟 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
The damping of ocean waves by surface films:A new look at an old problem
1
1989
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
The molecular structure of the system water/monomolecular surface film and its influence on water wave damping,Habilitationsschr.,Fachbereich 13(Chem.),Univ
2
1986
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
... Study on oil spill damping and scattering simulation
Tab.2 | 作者及年份 | 模型、方法与主要成果 | 比较评价 |
Alpers等,1988年[25]
Htihnerfuss,1986年[27] | 选择适当的物理海洋学模型来描述油膜对海洋表面的调制效果,揭示油膜层的电磁阻尼特性 | 采用Marangoni理论解释了油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用 |
| Lombardini等,1989年[28] | 给出了油膜阻尼比的解析表达式 | 模型计算与实际测量结果具有较好的一致性 |
| Gade等,1998年[39] | 基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式 | 计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线 |
Wei等, 1992年[36]
Onstott等,1992年[37]
Cini等,1978年[38].
Gade等,1998年[40,41] | 利用SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系.在阻尼计算中考虑了波动平衡方程各作用项的影响,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式 | Gade等基于阻尼比公式定性分析了多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式 |
| Ermakov等,1986年[34] | 对阻尼比公式进行了发展 | Ermakov描述了弹性油膜对表面重力毛细波的作用,Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型 |
2.2 海面溢油SAR信号模拟 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
Trivero P,etc.Modulation of the spectra of short gravity waves by sea surface ?lms:slick detection and characterization with a microwave probe
2
1989
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
... Study on oil spill damping and scattering simulation
Tab.2 | 作者及年份 | 模型、方法与主要成果 | 比较评价 |
Alpers等,1988年[25]
Htihnerfuss,1986年[27] | 选择适当的物理海洋学模型来描述油膜对海洋表面的调制效果,揭示油膜层的电磁阻尼特性 | 采用Marangoni理论解释了油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用 |
| Lombardini等,1989年[28] | 给出了油膜阻尼比的解析表达式 | 模型计算与实际测量结果具有较好的一致性 |
| Gade等,1998年[39] | 基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式 | 计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线 |
Wei等, 1992年[36]
Onstott等,1992年[37]
Cini等,1978年[38].
Gade等,1998年[40,41] | 利用SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系.在阻尼计算中考虑了波动平衡方程各作用项的影响,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式 | Gade等基于阻尼比公式定性分析了多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式 |
| Ermakov等,1986年[34] | 对阻尼比公式进行了发展 | Ermakov描述了弹性油膜对表面重力毛细波的作用,Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型 |
2.2 海面溢油SAR信号模拟 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
Damping of capillary waves at the air-sea interface by oceanic surface-active material
1
1968
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
The modification of X and L band radar signals by monomolecular sea slicks
1
1983
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
Attenuation of capillary and gravity waves at sea by monomolecular organic surface films
1
1983
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
Classification of sea slicks by multi-frequency radar techniques:New chemical insights and their geophysica implications
1
1994
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
Natural and man-made sea slicks in the North Sea investigated by a helicopter-borne 5-frequenc radar scatterometer
1
1996
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
Surface film effect on short wind waves
2
1986
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
... Study on oil spill damping and scattering simulation
Tab.2 | 作者及年份 | 模型、方法与主要成果 | 比较评价 |
Alpers等,1988年[25]
Htihnerfuss,1986年[27] | 选择适当的物理海洋学模型来描述油膜对海洋表面的调制效果,揭示油膜层的电磁阻尼特性 | 采用Marangoni理论解释了油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用 |
| Lombardini等,1989年[28] | 给出了油膜阻尼比的解析表达式 | 模型计算与实际测量结果具有较好的一致性 |
| Gade等,1998年[39] | 基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式 | 计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线 |
Wei等, 1992年[36]
Onstott等,1992年[37]
Cini等,1978年[38].
Gade等,1998年[40,41] | 利用SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系.在阻尼计算中考虑了波动平衡方程各作用项的影响,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式 | Gade等基于阻尼比公式定性分析了多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式 |
| Ermakov等,1986年[34] | 对阻尼比公式进行了发展 | Ermakov描述了弹性油膜对表面重力毛细波的作用,Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型 |
2.2 海面溢油SAR信号模拟 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
Suppression of oceanic ripples by surfactant-spectral effects deduced from sun-glitter,wave-staff and microwave measurements
1
1989
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
In situ measurements of surface tension,wave damping,and wind properties modified by natural films
2
1992
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
... Study on oil spill damping and scattering simulation
Tab.2 | 作者及年份 | 模型、方法与主要成果 | 比较评价 |
Alpers等,1988年[25]
Htihnerfuss,1986年[27] | 选择适当的物理海洋学模型来描述油膜对海洋表面的调制效果,揭示油膜层的电磁阻尼特性 | 采用Marangoni理论解释了油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用 |
| Lombardini等,1989年[28] | 给出了油膜阻尼比的解析表达式 | 模型计算与实际测量结果具有较好的一致性 |
| Gade等,1998年[39] | 基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式 | 计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线 |
Wei等, 1992年[36]
Onstott等,1992年[37]
Cini等,1978年[38].
Gade等,1998年[40,41] | 利用SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系.在阻尼计算中考虑了波动平衡方程各作用项的影响,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式 | Gade等基于阻尼比公式定性分析了多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式 |
| Ermakov等,1986年[34] | 对阻尼比公式进行了发展 | Ermakov描述了弹性油膜对表面重力毛细波的作用,Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型 |
2.2 海面溢油SAR信号模拟 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
Shipboard active and passive microwave measurement of ocean surface slicks off the southern California coast
2
1992
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
... Study on oil spill damping and scattering simulation
Tab.2 | 作者及年份 | 模型、方法与主要成果 | 比较评价 |
Alpers等,1988年[25]
Htihnerfuss,1986年[27] | 选择适当的物理海洋学模型来描述油膜对海洋表面的调制效果,揭示油膜层的电磁阻尼特性 | 采用Marangoni理论解释了油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用 |
| Lombardini等,1989年[28] | 给出了油膜阻尼比的解析表达式 | 模型计算与实际测量结果具有较好的一致性 |
| Gade等,1998年[39] | 基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式 | 计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线 |
Wei等, 1992年[36]
Onstott等,1992年[37]
Cini等,1978年[38].
Gade等,1998年[40,41] | 利用SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系.在阻尼计算中考虑了波动平衡方程各作用项的影响,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式 | Gade等基于阻尼比公式定性分析了多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式 |
| Ermakov等,1986年[34] | 对阻尼比公式进行了发展 | Ermakov描述了弹性油膜对表面重力毛细波的作用,Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型 |
2.2 海面溢油SAR信号模拟 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
Damping effect of monolayers on surface wave motion in a liquid
2
1978
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
... Study on oil spill damping and scattering simulation
Tab.2 | 作者及年份 | 模型、方法与主要成果 | 比较评价 |
Alpers等,1988年[25]
Htihnerfuss,1986年[27] | 选择适当的物理海洋学模型来描述油膜对海洋表面的调制效果,揭示油膜层的电磁阻尼特性 | 采用Marangoni理论解释了油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用 |
| Lombardini等,1989年[28] | 给出了油膜阻尼比的解析表达式 | 模型计算与实际测量结果具有较好的一致性 |
| Gade等,1998年[39] | 基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式 | 计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线 |
Wei等, 1992年[36]
Onstott等,1992年[37]
Cini等,1978年[38].
Gade等,1998年[40,41] | 利用SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系.在阻尼计算中考虑了波动平衡方程各作用项的影响,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式 | Gade等基于阻尼比公式定性分析了多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式 |
| Ermakov等,1986年[34] | 对阻尼比公式进行了发展 | Ermakov描述了弹性油膜对表面重力毛细波的作用,Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型 |
2.2 海面溢油SAR信号模拟 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
Wind wave tank measurements of wave damping and radar cross sections in the presence of monomolecular surface films
2
1998
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
... Study on oil spill damping and scattering simulation
Tab.2 | 作者及年份 | 模型、方法与主要成果 | 比较评价 |
Alpers等,1988年[25]
Htihnerfuss,1986年[27] | 选择适当的物理海洋学模型来描述油膜对海洋表面的调制效果,揭示油膜层的电磁阻尼特性 | 采用Marangoni理论解释了油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用 |
| Lombardini等,1989年[28] | 给出了油膜阻尼比的解析表达式 | 模型计算与实际测量结果具有较好的一致性 |
| Gade等,1998年[39] | 基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式 | 计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线 |
Wei等, 1992年[36]
Onstott等,1992年[37]
Cini等,1978年[38].
Gade等,1998年[40,41] | 利用SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系.在阻尼计算中考虑了波动平衡方程各作用项的影响,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式 | Gade等基于阻尼比公式定性分析了多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式 |
| Ermakov等,1986年[34] | 对阻尼比公式进行了发展 | Ermakov描述了弹性油膜对表面重力毛细波的作用,Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型 |
2.2 海面溢油SAR信号模拟 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
On the reduction of the radar backscatter by oceanic surface films:Scatterometer measurements and their theoretical interpretation
2
1998
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
... Study on oil spill damping and scattering simulation
Tab.2 | 作者及年份 | 模型、方法与主要成果 | 比较评价 |
Alpers等,1988年[25]
Htihnerfuss,1986年[27] | 选择适当的物理海洋学模型来描述油膜对海洋表面的调制效果,揭示油膜层的电磁阻尼特性 | 采用Marangoni理论解释了油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用 |
| Lombardini等,1989年[28] | 给出了油膜阻尼比的解析表达式 | 模型计算与实际测量结果具有较好的一致性 |
| Gade等,1998年[39] | 基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式 | 计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线 |
Wei等, 1992年[36]
Onstott等,1992年[37]
Cini等,1978年[38].
Gade等,1998年[40,41] | 利用SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系.在阻尼计算中考虑了波动平衡方程各作用项的影响,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式 | Gade等基于阻尼比公式定性分析了多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式 |
| Ermakov等,1986年[34] | 对阻尼比公式进行了发展 | Ermakov描述了弹性油膜对表面重力毛细波的作用,Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型 |
2.2 海面溢油SAR信号模拟 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
Imaging of biogenic and anthropogenic ocean surface films by the multifrequency/multipolarization SIR-C/X-SAR
2
1998
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
... Study on oil spill damping and scattering simulation
Tab.2 | 作者及年份 | 模型、方法与主要成果 | 比较评价 |
Alpers等,1988年[25]
Htihnerfuss,1986年[27] | 选择适当的物理海洋学模型来描述油膜对海洋表面的调制效果,揭示油膜层的电磁阻尼特性 | 采用Marangoni理论解释了油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用 |
| Lombardini等,1989年[28] | 给出了油膜阻尼比的解析表达式 | 模型计算与实际测量结果具有较好的一致性 |
| Gade等,1998年[39] | 基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式 | 计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线 |
Wei等, 1992年[36]
Onstott等,1992年[37]
Cini等,1978年[38].
Gade等,1998年[40,41] | 利用SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系.在阻尼计算中考虑了波动平衡方程各作用项的影响,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式 | Gade等基于阻尼比公式定性分析了多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式 |
| Ermakov等,1986年[34] | 对阻尼比公式进行了发展 | Ermakov描述了弹性油膜对表面重力毛细波的作用,Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型 |
2.2 海面溢油SAR信号模拟 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
Grundgleichungen der Seegangsvorhersage,Schiffstechnol
1
1960
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
On the reduction of the radar backscatter by oceanic surface films:Scatterometer measurements and their theoretical interpretation
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1998
... 海上油膜对小尺度海面波具有阻尼效应[25],因而可在SAR影像上形成暗斑.不同种类油膜因其黏弹特性的不同具有不用的阻尼特性,油膜对海面短重力-毛细波的阻尼作用可以用Marangoni理论解释[26,27].阻尼比(damping ratio)定量描述油膜对海浪谱的阻尼效应,Lombardini等给出了油膜阻尼比的解析表达式,从而油膜覆盖海面的波浪谱可以通过阻尼比与干净海面波浪谱相联系(表2),通过现场微波测量有无油膜覆盖海面的波浪谱,模型计算与实际测量结果具有较好的一致性[28].为了研究油膜的阻尼效应,学者们先后开展了多项海上或室内实验[29,30,31,32,33,34,35,36,37,38].Gade等[39]基于Marangoni理论将阻尼比定义为油膜覆盖海面与无油膜覆盖海面黏性阻尼系数的比值,给出了阻尼比近似表达式,并计算了3种油膜(OLA,OLME和TOLG)的理论阻尼曲线.学者们利用执行SIR-C/X-SAR任务期间的多次海上油膜实验及其他机载雷达散射计测量数据分析油膜阻尼与环境风速的关系,结果表明并不总是存在理论计算中的最大阻尼区间,油膜阻尼特性与风速大小存在较大关联.为了解释这种现象,Gade等[40]提出必须在阻尼计算中考虑波动平衡方程各作用项的影响,该方程将海面波的传播能量分解为风场输入项、非线性波-波相互作用及耗散项,而耗散项又进一步分解为粘性耗散项及风浪破碎作用项.Gade和Hasselmann等学者[41,42]基于Plant等研究中给出的风场输入及粘性耗散项表达式,将油膜的理论阻尼比写成油膜覆盖海面与无油膜海面雷达后向散射截面的比值的形式,并基于该公式定性分析了前文所述多次海上油膜测量实验中实测的油膜阻尼比,提出了不同种类油膜在中(5 m/s)、低(3.5~4 m/s)、高(12 m/s)等不同风速条件下的阻尼变化情况的理论解释,并给出了高风速(大于10 m/s)海况下油膜阻尼比近似计算公式[43].Ermakov[43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
... [43]进一步给出了公式中阻尼系数模型以描述弹性油膜对表面重力毛细波的作用.Gambardella在此基础上得出了微风及中等风速条件下海面油膜阻尼模型. ...
SAR raw signal simulation of oil slicks in ocean environments
2
2002
... 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
... Study on oil spill damping scattering simulation
Tab.3 | 作者及年代 | 模型方法 | 海面谱 | 成果比较 |
| Franceschetti等,2002年[44] | 分布式表面模型 | P-M谱 | 给出了阻尼比率的公式表达,定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用 |
| Nicolas等,2006年[46] | PILE模型 | 统一海浪谱 | 模拟了海面雷达后向散射截面,并与几何光学近似模型进行对比分析 |
| Nunziata等,2009年[47] | 双尺度边界扰动模型 | 全区间海面谱 | 能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度 |
| Timchenko等, 2002年[45] | SPM模型 | 扩展到整个海面波谱区间的模型 | 通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减 |
| Ayari等,2010年[48] | TSM模型 | Elfouhaily统一海浪谱 | 计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面 |
| Kim等,2016年[51] | 微波散射模型和Monte-Carlo模拟 | 一维粗糙海面 | 将数值模拟结果与2007年河北Spirit油轮引起海面溢油SAR图像进行了比较 |
| Zheng等,2016年[52] | 小扰动模型和传统的双尺度模型 | 理论模型模拟海面 | 数值模拟结果与无人机载L波段全极化SAR影像进行比较,表明其理论模型可以用来估算25°~60°入射角下海面微波散射的极化特征 |
| Kim等,2016年[51] | Mont-Carlo方法和矩量法 | Elfouhaily谱、Durden-Vesecky谱 | 对比2007年河北Spirit油轮溢油TerraSAR-X影像,对充分发展海面,Elfouhaily谱具有比Durden-Vesecky谱更好的一致性 |
| 杨永红等,2012年[53] | TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型 | Lombardini(1989年)建立的溢油海面海浪谱 | 可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响 |
3 目前研究的不足 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
Model of electromagnetic wave scattering from sea surface with and without oil slicks
2
2002
... 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
... Study on oil spill damping scattering simulation
Tab.3 | 作者及年代 | 模型方法 | 海面谱 | 成果比较 |
| Franceschetti等,2002年[44] | 分布式表面模型 | P-M谱 | 给出了阻尼比率的公式表达,定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用 |
| Nicolas等,2006年[46] | PILE模型 | 统一海浪谱 | 模拟了海面雷达后向散射截面,并与几何光学近似模型进行对比分析 |
| Nunziata等,2009年[47] | 双尺度边界扰动模型 | 全区间海面谱 | 能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度 |
| Timchenko等, 2002年[45] | SPM模型 | 扩展到整个海面波谱区间的模型 | 通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减 |
| Ayari等,2010年[48] | TSM模型 | Elfouhaily统一海浪谱 | 计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面 |
| Kim等,2016年[51] | 微波散射模型和Monte-Carlo模拟 | 一维粗糙海面 | 将数值模拟结果与2007年河北Spirit油轮引起海面溢油SAR图像进行了比较 |
| Zheng等,2016年[52] | 小扰动模型和传统的双尺度模型 | 理论模型模拟海面 | 数值模拟结果与无人机载L波段全极化SAR影像进行比较,表明其理论模型可以用来估算25°~60°入射角下海面微波散射的极化特征 |
| Kim等,2016年[51] | Mont-Carlo方法和矩量法 | Elfouhaily谱、Durden-Vesecky谱 | 对比2007年河北Spirit油轮溢油TerraSAR-X影像,对充分发展海面,Elfouhaily谱具有比Durden-Vesecky谱更好的一致性 |
| 杨永红等,2012年[53] | TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型 | Lombardini(1989年)建立的溢油海面海浪谱 | 可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响 |
3 目前研究的不足 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
Fast numerical method for electromagnetic scattering by rough layered interfaces:Propagation-inside-layer expansion method
2
2006
... 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
... Study on oil spill damping scattering simulation
Tab.3 | 作者及年代 | 模型方法 | 海面谱 | 成果比较 |
| Franceschetti等,2002年[44] | 分布式表面模型 | P-M谱 | 给出了阻尼比率的公式表达,定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用 |
| Nicolas等,2006年[46] | PILE模型 | 统一海浪谱 | 模拟了海面雷达后向散射截面,并与几何光学近似模型进行对比分析 |
| Nunziata等,2009年[47] | 双尺度边界扰动模型 | 全区间海面谱 | 能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度 |
| Timchenko等, 2002年[45] | SPM模型 | 扩展到整个海面波谱区间的模型 | 通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减 |
| Ayari等,2010年[48] | TSM模型 | Elfouhaily统一海浪谱 | 计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面 |
| Kim等,2016年[51] | 微波散射模型和Monte-Carlo模拟 | 一维粗糙海面 | 将数值模拟结果与2007年河北Spirit油轮引起海面溢油SAR图像进行了比较 |
| Zheng等,2016年[52] | 小扰动模型和传统的双尺度模型 | 理论模型模拟海面 | 数值模拟结果与无人机载L波段全极化SAR影像进行比较,表明其理论模型可以用来估算25°~60°入射角下海面微波散射的极化特征 |
| Kim等,2016年[51] | Mont-Carlo方法和矩量法 | Elfouhaily谱、Durden-Vesecky谱 | 对比2007年河北Spirit油轮溢油TerraSAR-X影像,对充分发展海面,Elfouhaily谱具有比Durden-Vesecky谱更好的一致性 |
| 杨永红等,2012年[53] | TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型 | Lombardini(1989年)建立的溢油海面海浪谱 | 可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响 |
3 目前研究的不足 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
The two-scale BPM scattering model for sea biogenic slicks contrast
2
2009
... 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
... Study on oil spill damping scattering simulation
Tab.3 | 作者及年代 | 模型方法 | 海面谱 | 成果比较 |
| Franceschetti等,2002年[44] | 分布式表面模型 | P-M谱 | 给出了阻尼比率的公式表达,定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用 |
| Nicolas等,2006年[46] | PILE模型 | 统一海浪谱 | 模拟了海面雷达后向散射截面,并与几何光学近似模型进行对比分析 |
| Nunziata等,2009年[47] | 双尺度边界扰动模型 | 全区间海面谱 | 能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度 |
| Timchenko等, 2002年[45] | SPM模型 | 扩展到整个海面波谱区间的模型 | 通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减 |
| Ayari等,2010年[48] | TSM模型 | Elfouhaily统一海浪谱 | 计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面 |
| Kim等,2016年[51] | 微波散射模型和Monte-Carlo模拟 | 一维粗糙海面 | 将数值模拟结果与2007年河北Spirit油轮引起海面溢油SAR图像进行了比较 |
| Zheng等,2016年[52] | 小扰动模型和传统的双尺度模型 | 理论模型模拟海面 | 数值模拟结果与无人机载L波段全极化SAR影像进行比较,表明其理论模型可以用来估算25°~60°入射角下海面微波散射的极化特征 |
| Kim等,2016年[51] | Mont-Carlo方法和矩量法 | Elfouhaily谱、Durden-Vesecky谱 | 对比2007年河北Spirit油轮溢油TerraSAR-X影像,对充分发展海面,Elfouhaily谱具有比Durden-Vesecky谱更好的一致性 |
| 杨永红等,2012年[53] | TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型 | Lombardini(1989年)建立的溢油海面海浪谱 | 可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响 |
3 目前研究的不足 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
The influence of ripple damping on electromagnetic bistatic scattering by sea surface
2
2010
... 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
... Study on oil spill damping scattering simulation
Tab.3 | 作者及年代 | 模型方法 | 海面谱 | 成果比较 |
| Franceschetti等,2002年[44] | 分布式表面模型 | P-M谱 | 给出了阻尼比率的公式表达,定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用 |
| Nicolas等,2006年[46] | PILE模型 | 统一海浪谱 | 模拟了海面雷达后向散射截面,并与几何光学近似模型进行对比分析 |
| Nunziata等,2009年[47] | 双尺度边界扰动模型 | 全区间海面谱 | 能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度 |
| Timchenko等, 2002年[45] | SPM模型 | 扩展到整个海面波谱区间的模型 | 通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减 |
| Ayari等,2010年[48] | TSM模型 | Elfouhaily统一海浪谱 | 计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面 |
| Kim等,2016年[51] | 微波散射模型和Monte-Carlo模拟 | 一维粗糙海面 | 将数值模拟结果与2007年河北Spirit油轮引起海面溢油SAR图像进行了比较 |
| Zheng等,2016年[52] | 小扰动模型和传统的双尺度模型 | 理论模型模拟海面 | 数值模拟结果与无人机载L波段全极化SAR影像进行比较,表明其理论模型可以用来估算25°~60°入射角下海面微波散射的极化特征 |
| Kim等,2016年[51] | Mont-Carlo方法和矩量法 | Elfouhaily谱、Durden-Vesecky谱 | 对比2007年河北Spirit油轮溢油TerraSAR-X影像,对充分发展海面,Elfouhaily谱具有比Durden-Vesecky谱更好的一致性 |
| 杨永红等,2012年[53] | TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型 | Lombardini(1989年)建立的溢油海面海浪谱 | 可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响 |
3 目前研究的不足 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
Polarimetric analysis of backscatter from the deepwater horizon oil spill using L-band synthetic aperture radar
1
2012
... 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
Damping of gravity-capillary waves in the presence of oil slicks according to data from laboratory and numerical experiments
1
2012
... 基于油膜阻尼理论,Franceschetti等 [44]在前人研究基础上,开展了海洋环境下溢油SAR原始信号模拟研究,采用分布式表面模型(distributed surface,DS) 进行SAR原始信号仿真,对海面建模采用多尺度模型,并采用Pierson对海面建模采用多尺度谱描述小尺度海表面波,基于Marangoni理论及非线性能量传输理论,构建模型以表达海面存在油膜时油膜物理化学特性及海面风场对海面波谱的综合调制作用,给出了阻尼比率的公式表达,从而定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用.Timchenko等[45]考虑波长较长的表面波对海面粗糙度的调制作用,在SPM模型基础上,提出了一种扩展到整个海面波谱区间的模型,通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减.Nicolas等[46]以Elfouhaily统一海浪谱作为干净海面,利用Lombardini阻尼比,计算油膜覆盖海面高度谱,从而分析油膜对海面均方根斜率的影响,进一步采用PILE模型模拟海面雷达后向散射界面,并与几何光学近似模型进行对比分析.Nunziata等[47]在双尺度边界扰动模型框架下计算海面生物油膜散射对比度,对比SPM模型,发现TSM BPM模型能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度.Ayari等[48]基于Lombardini等阻尼比公式计算分析结果,选取Elfouhaily建立的统一海浪谱,结合TSM模型,分别计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面.Minchew等[49]利用L波段SAR开展了深水地平线油井溢油极化散射分析,给出了极化阻尼比计算公式,利用2个航次多视无人机载SAR数据计算了油膜极化阻尼比.Ermakov等[50]通过实验和数值模拟手段研究了油膜对重力毛细波的阻尼作用,利用重力毛细波相对阻尼系数计算公式计算了3种波长下不同油膜厚度的阻尼系数,发现最大阻尼的油膜厚度在0.3~1 mm之间. ...
Accuracy improvement of the radar backscatter simulation from sea surface covered by oil slick using fetch-dependent waveheight spectrum:Comparison with the 2007 Heibei Spirit Case in the Yellow Sea
4
2016
... Kim等[51]在前述研究基础上,利用微波散射模型和Monte-Carlo模拟分析了溢油覆盖海洋表面的雷达后向散射.在该研究中,对于给定的风速,用海洋波谱数值生成一维粗糙海面.然后通过在模拟的粗糙海面上添加薄油层来产生双层介质.利用矩量法计算出具有双层介质的海面反向散射电场,并使用蒙特卡洛技术针对表面粗糙度、油层厚度、频率、极化和入射角的各种条件,对每个溢油表面的N个独立样品统计地获得后向散射系数.数值模拟结果与2007年河北省Spirit油轮引起海面溢油SAR图像进行了比较.此外,该方法还通过仿真不同入射角、不同风速及油层厚度下后向散射系数的影响来探寻溢油检测的最佳条件. ...
... Kim等[51]在研究中通过采用与海面风浪区相关的波谱模型提高了X波段SAR后向散射系数仿真精度,以Elfouhaily和Durden-Vesecky为特征波浪谱,其中,Durden-Vesecky谱适用于充分发展的海面,而Elfouhaily谱考虑风浪区尺度.基于这2个波浪谱,采用Mont-Carlo方法仿真产生一维随机粗糙表面,结合矩量法计算SAR后向散射系数,对比2007年河北(河北省)Spirit油轮溢油TerraSAR-X影像,对充分发展海面与风浪区相关的Elfouhaily谱具有比Durden-Vesecky谱更好的一致性,研究表明该方法还可进一步发展以用于估算溢油量. ...
... Study on oil spill damping scattering simulation
Tab.3 | 作者及年代 | 模型方法 | 海面谱 | 成果比较 |
| Franceschetti等,2002年[44] | 分布式表面模型 | P-M谱 | 给出了阻尼比率的公式表达,定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用 |
| Nicolas等,2006年[46] | PILE模型 | 统一海浪谱 | 模拟了海面雷达后向散射截面,并与几何光学近似模型进行对比分析 |
| Nunziata等,2009年[47] | 双尺度边界扰动模型 | 全区间海面谱 | 能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度 |
| Timchenko等, 2002年[45] | SPM模型 | 扩展到整个海面波谱区间的模型 | 通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减 |
| Ayari等,2010年[48] | TSM模型 | Elfouhaily统一海浪谱 | 计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面 |
| Kim等,2016年[51] | 微波散射模型和Monte-Carlo模拟 | 一维粗糙海面 | 将数值模拟结果与2007年河北Spirit油轮引起海面溢油SAR图像进行了比较 |
| Zheng等,2016年[52] | 小扰动模型和传统的双尺度模型 | 理论模型模拟海面 | 数值模拟结果与无人机载L波段全极化SAR影像进行比较,表明其理论模型可以用来估算25°~60°入射角下海面微波散射的极化特征 |
| Kim等,2016年[51] | Mont-Carlo方法和矩量法 | Elfouhaily谱、Durden-Vesecky谱 | 对比2007年河北Spirit油轮溢油TerraSAR-X影像,对充分发展海面,Elfouhaily谱具有比Durden-Vesecky谱更好的一致性 |
| 杨永红等,2012年[53] | TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型 | Lombardini(1989年)建立的溢油海面海浪谱 | 可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响 |
3 目前研究的不足 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
... [
51]
Mont-Carlo方法和矩量法 | Elfouhaily谱、Durden-Vesecky谱 | 对比2007年河北Spirit油轮溢油TerraSAR-X影像,对充分发展海面,Elfouhaily谱具有比Durden-Vesecky谱更好的一致性 | | 杨永红等,2012年[53] | TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型 | Lombardini(1989年)建立的溢油海面海浪谱 | 可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响 |
3 目前研究的不足 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
Theoretical study on polarimetric features of microwave scattering from sea surface
2
2016
... Zheng等[52]在小扰动模型和传统的TSM模型的框架下,建立了理论模型模拟海面微波回波的极化参数特性,并将数值模拟结果与无人机载L波段全极化SAR影像进行比较,表明其理论模型可以用来估算25~60行入射角下海面微波散射的极化特征. ...
... Study on oil spill damping scattering simulation
Tab.3 | 作者及年代 | 模型方法 | 海面谱 | 成果比较 |
| Franceschetti等,2002年[44] | 分布式表面模型 | P-M谱 | 给出了阻尼比率的公式表达,定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用 |
| Nicolas等,2006年[46] | PILE模型 | 统一海浪谱 | 模拟了海面雷达后向散射截面,并与几何光学近似模型进行对比分析 |
| Nunziata等,2009年[47] | 双尺度边界扰动模型 | 全区间海面谱 | 能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度 |
| Timchenko等, 2002年[45] | SPM模型 | 扩展到整个海面波谱区间的模型 | 通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减 |
| Ayari等,2010年[48] | TSM模型 | Elfouhaily统一海浪谱 | 计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面 |
| Kim等,2016年[51] | 微波散射模型和Monte-Carlo模拟 | 一维粗糙海面 | 将数值模拟结果与2007年河北Spirit油轮引起海面溢油SAR图像进行了比较 |
| Zheng等,2016年[52] | 小扰动模型和传统的双尺度模型 | 理论模型模拟海面 | 数值模拟结果与无人机载L波段全极化SAR影像进行比较,表明其理论模型可以用来估算25°~60°入射角下海面微波散射的极化特征 |
| Kim等,2016年[51] | Mont-Carlo方法和矩量法 | Elfouhaily谱、Durden-Vesecky谱 | 对比2007年河北Spirit油轮溢油TerraSAR-X影像,对充分发展海面,Elfouhaily谱具有比Durden-Vesecky谱更好的一致性 |
| 杨永红等,2012年[53] | TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型 | Lombardini(1989年)建立的溢油海面海浪谱 | 可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响 |
3 目前研究的不足 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
浅海环境下溢油海面的仿真
2
2012
... 在考虑水深因素的条件下,有学者提出了一种适合于浅海环境下溢油海面的仿真方法.该方法基于Lombardini建立的溢油海面海浪谱,使用TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型,可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响[53]. ...
... Study on oil spill damping scattering simulation
Tab.3 | 作者及年代 | 模型方法 | 海面谱 | 成果比较 |
| Franceschetti等,2002年[44] | 分布式表面模型 | P-M谱 | 给出了阻尼比率的公式表达,定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用 |
| Nicolas等,2006年[46] | PILE模型 | 统一海浪谱 | 模拟了海面雷达后向散射截面,并与几何光学近似模型进行对比分析 |
| Nunziata等,2009年[47] | 双尺度边界扰动模型 | 全区间海面谱 | 能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度 |
| Timchenko等, 2002年[45] | SPM模型 | 扩展到整个海面波谱区间的模型 | 通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减 |
| Ayari等,2010年[48] | TSM模型 | Elfouhaily统一海浪谱 | 计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面 |
| Kim等,2016年[51] | 微波散射模型和Monte-Carlo模拟 | 一维粗糙海面 | 将数值模拟结果与2007年河北Spirit油轮引起海面溢油SAR图像进行了比较 |
| Zheng等,2016年[52] | 小扰动模型和传统的双尺度模型 | 理论模型模拟海面 | 数值模拟结果与无人机载L波段全极化SAR影像进行比较,表明其理论模型可以用来估算25°~60°入射角下海面微波散射的极化特征 |
| Kim等,2016年[51] | Mont-Carlo方法和矩量法 | Elfouhaily谱、Durden-Vesecky谱 | 对比2007年河北Spirit油轮溢油TerraSAR-X影像,对充分发展海面,Elfouhaily谱具有比Durden-Vesecky谱更好的一致性 |
| 杨永红等,2012年[53] | TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型 | Lombardini(1989年)建立的溢油海面海浪谱 | 可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响 |
3 目前研究的不足 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
浅海环境下溢油海面的仿真
2
2012
... 在考虑水深因素的条件下,有学者提出了一种适合于浅海环境下溢油海面的仿真方法.该方法基于Lombardini建立的溢油海面海浪谱,使用TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型,可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响[53]. ...
... Study on oil spill damping scattering simulation
Tab.3 | 作者及年代 | 模型方法 | 海面谱 | 成果比较 |
| Franceschetti等,2002年[44] | 分布式表面模型 | P-M谱 | 给出了阻尼比率的公式表达,定量描述了油膜物理属性对海面波浪谱的阻尼作用 |
| Nicolas等,2006年[46] | PILE模型 | 统一海浪谱 | 模拟了海面雷达后向散射截面,并与几何光学近似模型进行对比分析 |
| Nunziata等,2009年[47] | 双尺度边界扰动模型 | 全区间海面谱 | 能很好地解释和预测表面生物膜散射对比度 |
| Timchenko等, 2002年[45] | SPM模型 | 扩展到整个海面波谱区间的模型 | 通过数值模拟了油膜覆盖海面雷达后向散射衰减 |
| Ayari等,2010年[48] | TSM模型 | Elfouhaily统一海浪谱 | 计算了前向、后向及双基站配置下油膜覆盖海面雷达后向散射截面 |
| Kim等,2016年[51] | 微波散射模型和Monte-Carlo模拟 | 一维粗糙海面 | 将数值模拟结果与2007年河北Spirit油轮引起海面溢油SAR图像进行了比较 |
| Zheng等,2016年[52] | 小扰动模型和传统的双尺度模型 | 理论模型模拟海面 | 数值模拟结果与无人机载L波段全极化SAR影像进行比较,表明其理论模型可以用来估算25°~60°入射角下海面微波散射的极化特征 |
| Kim等,2016年[51] | Mont-Carlo方法和矩量法 | Elfouhaily谱、Durden-Vesecky谱 | 对比2007年河北Spirit油轮溢油TerraSAR-X影像,对充分发展海面,Elfouhaily谱具有比Durden-Vesecky谱更好的一致性 |
| 杨永红等,2012年[53] | TMA谱模型和Marangoni溢油理论模型 | Lombardini(1989年)建立的溢油海面海浪谱 | 可用于浅海环境下海面溢油电磁散射计算及分析溢油对电磁散射的影响 |
3 目前研究的不足 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
Oil spill detection by a support vector machine based on polarization decomposition characteristics
1
2016
... 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
Oil spills in the Barents Sea based on satellite monitoring using SAR:Spatial distribution and main sources
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2017
... 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
Automated approach for extraction of oil spill from SAR imagery
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2018
... 对于溢油遥感监测,大多学者应用SAR卫星数据,在图像处理、极化分解等方面进行了溢油遥感信息提取的极化参数、分解等多种方法研究[54,55,56], 取得了一定的效果.在溢油的散射的小散射面研究方面,利用小扰动模型对溢油与海水开展了定量研究,但方法均存在一定的局限性,难以满足应急业务的需要.溢油遥感监测机制在于溢油对海面的阻尼作用,上述研究在溢油阻尼等方面研究还不够深入,主要表现为以下3个方面: ...
