波浪破碎散射模式的研究及应用

海面反射、散射或自发辐射的各个波段的电磁波携带着海表面温度、海平面高度、海表面粗糙度以及海水所含各种物质浓度的信息。波浪破碎是海洋的一种重要现象，波浪破碎支撑着海－气之间的热通量和气体通量的交换，这些通量对于天气和气候都有深远影响。同时，波浪破碎使得海表的粗糙度增加，这对于海表散射电磁波有极大的影响，因此在处理雷达散射问题时，考虑波浪破碎的影响十分必要。 本文分析了雷达散射的两种模式，并阐述了波浪破碎在海表电磁波散射过程中的重要性。论文的创新点在于利用Kudryavtsev03模式，反演得到了波浪破碎率与风速的两种新关系式，同时得到了较高精度的风速反演的隐含模式。针对波浪破碎微波散射模式问题，论文主要研究结果如下： 1.在Kudryavtsev03模式的基础上，以黄兴忠的白冠覆盖率公式替代破碎率，利用ERS-1散射计数据，对Bragg散射模式和Kudryavtsev03模式的结果进行了比较。结果表明：在相同条件下，考虑波浪破碎的Kudryavtsev03模式明显优于纯Bragg散射模式。 2 对Kudryavtsev03模式进行了修正。通过与实测ERS-1散射计数据比较，表明修正后，入射角在18-35°范围内，模式的结果具有较高的精度。 3 利用修正后的模式及散射计数据，在入射角为30-35°范围内，反演破碎率，并对反演结果进行了拟合，得到了两个新的破碎率与风速的关系式。 4 利用修正后的模式及新的破碎率公式，在入射角为30-35°范围内，反演风速，具有较高精度。 5 利用反演的风速，根据经验关系式，推算了各种海洋物理量。