Радарная интерферометрия и её применение к изменениям поверхности Земли

Геофизические применения радарной интерферометрии для измерения изменений поверхности Земли стремительно расширились в начале 1990-х годов. Этот геодезический метод вычисляет интерференционную картину, возникающую из-за разности фаз между двумя изображениями, полученными орбитальным синтетическим апертурным радаром в разные моменты времени. Получаемый интерферограмма представляет собой контурную карту изменения расстояния между земной поверхностью и радарным прибором. Эти карты обеспечивают непревзойдённую плотность пространственной выборки (∼100 пикселей км−2), конкурентную точность (∼1 см) и удобный временной интервал наблюдений (1 пролёт в месяц). Они фиксируют перемещения земной коры, атмосферные возмущения, диэлектрические изменения в почве и рельеф топографии. Они также чувствительны к техническим эффектам, таким как относительные вариации траектории радара или изменения его частотного стандарта. Мы описываем, как все эти явления вносят вклад в интерферограмму. Практическое резюме объясняет методы расчёта и обработки интерферограмм для различных радарных инструментов, включая четыре спутника, находящиеся в орбите: ERS-1, ERS-2, JERS-1 и RADARSAT. Следующая глава предлагает рекомендации по интерпретации интерферограммы как геофизического измерения: соблюдение ограничений метода, оценка неопределённости, распознавание артефактов и различение типов сигналов. Затем мы рассматриваем геофизические приложения, опубликованные на сегодняшний день, большинство из которых изучают деформации, связанные с землетрясениями, вулканами и ледниками с использованием данных ERS-1. Мы также приводим примеры мониторинга природных опасностей и изменений окружающей среды, связанных с оползнями, просадкой и сельским хозяйством. Кроме того, рассматриваются более тонкие геофизические сигналы, такие как постсейсмическая релаксация, приливная нагрузка прибрежных зон и накопление межсейсмического напряжения. В заключение представлены наши взгляды на будущее радарной интерферометрии. Цель обзора — дать читателю физическое понимание, необходимое для расчёта интерферограммы, и геофизическую интуицию, необходимую для её интерпретации.