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Theory of Radar Polarimetric Interferometry and Its Application to the Retrieval of Sea Ice Elevation in the Western Weddell Sea, Antarctic

Nghiem, Son und Huang, Lanqing und Hajnsek, Irena (2022) Theory of Radar Polarimetric Interferometry and Its Application to the Retrieval of Sea Ice Elevation in the Western Weddell Sea, Antarctic. Earth and Space Science, 9 (5), Seiten 1-19. American Geophysical Union (AGU). doi: 10.1029/2021EA002191. ISSN 2333-5084.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2021EA002191

Kurzfassung

Sea ice elevation plays a crucial role in sea ice dynamic processes driven by winds and waves, for which satellite radar remote sensing becomes indispensable to monitor snow-covered sea ice across the vast polar regions regardless of darkness and clouds. To measure sea ice elevation, a theory of polarimetric interferometry for both monostatic and bistatic radars is developed based on analytic solutions of Maxwell's equations, accounting for realistic and complicated properties of snow, sea ice, and seawater. This analytic method inherently preserves phase information that is imperative for radar polarimetry and interferometry. Among a multitude of complex radar coefficients in the general polarimetric interferometric covariance matrix, the symmetry group theory is utilized to identify and select appropriate terms pertaining to the retrieval of sea ice elevation while avoiding radar parameters that may inadvertently introduce non-uniqueness and excessive uncertainty. Theoretical calculations compare well with field observations for rough and old sea ice encountered in the Operation-IceBridge and TanDEM-X Antarctic Science Campaign over the Western Weddell Sea. The results show that the magnitude of the coefficient of normalized correlation between co-polarized horizontal and co-polarized vertical radar returns is inversely related to sea ice elevation, while the associate phase term is nonlinear and noisy and should be excluded. From these analyses, a protocol is set up to measure Antarctic sea ice elevation to be presented in the next companion paper

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/186306/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Theory of Radar Polarimetric Interferometry and Its Application to the Retrieval of Sea Ice Elevation in the Western Weddell Sea, Antarctic
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Nghiem, SonJet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Huang, LanqingETH ZurichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hajnsek, IrenaDLR-HR/ETH ZurichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:18 April 2022
Erschienen in:Earth and Space Science
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:9
DOI:10.1029/2021EA002191
Seitenbereich:Seiten 1-19
Verlag:American Geophysical Union (AGU)
Name der Reihe:Earth and Space Science
ISSN:2333-5084
Status:veröffentlicht
Stichwörter:sea ice elevation, satellite radar remote sensing, snow-covered sea ice, polarimetric interferometry
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
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Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme > Radarkonzepte
Hinterlegt von: Radzuweit, Sibylle
Hinterlegt am:03 Mai 2022 15:20
Letzte Änderung:03 Mär 2024 12:51

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