Обсуждаются особенности проявления ветрового волнения в сигналах дистанционного зондирования и возможности оценки параметров нелинейности волнового поля на основе анализа связанных гармоник. С помощью численного моделирования одномерного нелинейного волнения и сигналов обратного рассеяния на длине волны 3 см при скользящих углах зондирования продемонстрирована возможность восстановления поля орбитальных скоростей модельного волнения по сигналам дистанционного зондирования. Спектральный анализ сигналов радиолокационного зондирования морского волнения в натурных условиях продемонстрировал распределение волновой энергии по связанным гармоникам. Угловая зависимость распределения энергии по гармоникам ветрового волнения, наблюдаемая в эксперименте, подтверждается ранее полученными теоретическими расчётами. По результатам обработки установлено, что отношение спектральной плотности второй гармоники к первой больше, чем для волны Стокса, и слабо зависит от некоторых статистических параметров волнения, измеренных контактными средствами. Сделан вывод о необходимости учёта связанных гармоник при восстановлении структуры волнового поля по данным дистанционных средств зондирования.

На английском языке
Coupled harmonics as a characteristic of the wind wave field nonlinearity in remote probing signals
Ermoshkin A.V., Dosayev A.S., Razumov D.D., Tsvetkov K.A. and Salin M.B.

We discuss the features of wind wave manifestation in remote sensing signals and the possibilities of estimating the wave field nonlinearity parameters based on the analysis of coupled harmonics. Using numerical modeling of one-dimensional nonlinear waves and backscattered signals at a wavelength of 3 cm at sliding sounding angles, we demonstrate the possibility of reconstructing the orbital velocity field of model waves from remote sensing signals. Spectral analysis of sea wave radar sounding signals under natural conditions demonstrated the distribution of the wave energy by coupled harmonics. The angular dependence of the energy distribution over wind wave harmonics, which is observed in the experiment, is confirmed by previously obtained theoretical calculations. Based on the processing results, it was found that the ratio of the spectral densities of the second harmonic to those of the first is greater than that for the Stokes wave and weakly depends on some statistical parameters of the wave measured by contact means. A conclusion is made about the need to take into account coupled harmonics when reconstructing the wave field structure from remote sensing data.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2025_68_08_667