طريقة الاسترجاع المشتركة لمعايير موجات الرياح القطبية SAR في ظروف البحار المتوسطة إلى العالية

ZHU Yuan ,  

WAN Yong ,  

SUN Weifeng ,  

摘要

يُعد رادار الفتحة التركيبية SAR (رادار الفتحة التركيبية) بفضل دقته العالية وقدرته على المراقبة البحرية على مدار الساعة وفي جميع الأحوال الجوية، أداة مهمة في مراقبة موجات الرياح البحرية. في مواجهة مشكلة انخفاض دقة الاسترجاع في الطرق الحالية لاسترجاع معلمات موجات الرياح في ظروف البحار المتوسطة إلى العالية، يستخدم هذا البحث بيانات SAR بوضع WV من Sentinel-1، مع إدخال ثلاث معلمات استقطاب تقريبية (التذبذب الاستقطابي، عدم التناظرية، والارتباط) إلى جانب الخصائص التقليدية (زاوية السقوط، التباين الموحد) كمكملات. في الوقت نفسه، بُني نموذج استرجاع مشترك لمعلمات موجات الرياح البحرية باستخدام خوارزمية دعم المتجهات الانزلاقية (SVR) والشبكة العصبية التلافيفية (CNN) لظروف البحار المتوسطة إلى العالية (سرعة الرياح من 10.8 إلى 28.8 م/ث). أظهرت النتائج أن الجذر التربيعي لمتوسط الخطأ لسرعة الرياح، اتجاه الرياح، ارتفاع الموجة الفعال، والفترة الموجية المتوسطة المسترجعة باستخدام SVR مقارنة ببيانات ERA5 وNDBC كان على التوالي 1.27 م/ث، 23.46°، 0.22 م، 0.62 ث، و1.10 م/ث، 25.37°، 0.22 م، 0.59 ث؛ وباستخدام CNN كان 1.15 م/ث، 23.53°، 0.18 م، 0.53 ث، و1.08 م/ث، 25.85°، 0.19 م، 0.54 ث، مما يثبت فعالية نماذج الاسترجاع المشتركة في ظروف البحار المتوسطة إلى العالية. بالمقارنة مع الطرق النظرية التقليدية، انخفض الخطأ الجذري المتوسط لارتفاع الموجة الفعال، الفترة الموجية المتوسطة، وسرعة الرياح المسترجعة باستخدام SVR وCNN مقارنة ببيانات ERA5 بمقدار 0.67 م، 0.62 ث، 0.3 م/ث و0.71 م، 0.71 ث، 0.42 م/ث على التوالي، مما يدل على تحسين كبير في الدقة. علاوة على ذلك، للتحقق من أداء النماذج في ظروف البحار العالية، تم جمع بيانات إعصارين عام 2020 في شمال الأطلسي كحالات دراسة. أشارت النتائج إلى أن النماذج يمكنها أيضًا استرجاع معلمات موجات الرياح بدقة جيدة في ظروف البحار العالية. بشكل إجمالي، توفر نماذج الاسترجاع المشتركة التي طورها هذا البحث حلولاً فعالة للاسترجاع الدقيق لموجات الرياح في ظروف البحار المتوسطة إلى العالية، وتوفر مرجعًا مهمًا للدراسات البحرية في ظروف البحر القاسية في المستقبل.

关键词

رادار الفتحة التركيبية;طريقة الاسترجاع المشتركة;CNN;SVR;معايير موجات الرياح;ظروف البحار المتوسطة إلى العالية;معايير الاستقطاب

阅读全文