Analysis of the Sea Surface Scattering Analysis of the Sea Surface Scattering 

With and Without Surface SlicksWith and Without Surface Slicks

(1)F.Nunziata, (2)P.Sobieski, (1)M.Migliaccio(1)Università degli Studi di Napoli “Parthenope”, Dipartimento per le Tecnologie

Napoli, Italy. ferdinando.nunziata@uniparthenope.it

(2)Université Catholique de Louvain, Laboratoire de Télécommunications

Louvain­la­Neuve, Belgium. piotr.sobieski@uclouvain.be

SummarySummary

  MotivationMotivation

    ModelModel

  ExperimentsExperiments

  ConclusionsConclusions

Physically radar oil spill observation is possible since an oil slick generates a low backscatter area

MotivationMotivation

Distinguishing oil slicks from other dark areas is not  easy 

MotivationMotivation

• Oil slicks.Oil slicks.• Biogenic slicks.• Low wind areas.• Rain cells.• Currents.• Internal waves. 

Semi­automatic oil spills detection systems are  employed

MotivationMotivation

To ensure an effective oil spill detection a physically based contrast model is needed

MotivationMotivation

C= f

o

co

Slick­covered NRCS

MotivationMotivation

slick­free NRCSslick­free NRCS

damping  modeldamping  modelenv. conditionsenv. conditions

slick­covered NRCS

 Slick­free NRCS

  ModelModel

In literature the SPM  is commonly employed

In this study the two­scale BPM is employed, under low to moderate wind conditions

rt

o=4

k 4 cos4 θ∣αrt∣2 W K

rt

o=rt0

o rt1

o

 Slick­free NRCS: two­scale BPM

ModelModel

rt0

o =

cos4 sp

∣Rrt,eff θ loc ∣

2

Tsl sp

,sp

rt10 =

k 2

4 z/ k

2∬∣H

rt K x

' ,Ky

' ∣2

R K x

,Ky T sl K x

' ,Ky

' dKxdK

y

 Slick­covered NRCS

ModelModel

Marangoni

Reduced u*

slope pdfslope pdf

0 skewness

Slick­covered NRCS

Rehological

ExperimentsExperimentsC­band SIR­C/X­SAR data in which an OLA is present

29.3° ­ 29.7°

• Measured vs predicted contrast

ExperimentsExperimentsC­band SIR­C/X­SAR data in which an OLA is present

29.3° ­ 29.7°

• SPM vs two­scale BPM contrast

ExperimentsExperimentsBPM Contrast: polarimetric and azimuthal dependence

ExperimentsExperimentsL­band SIR­C/X­SAR data in which an OLA is present

29.3° ­ 29.7°

• Measured vs predicted contrast

ExperimentsExperimentsContrast predicted for an IFO 180 oil slick

ConclusionsConclusions

• A contrast model based on the two­scale BPM has been developed.

• The surface slick is supposed to affect both the sea surface spectrum and the slope pdf.

• First experiments show a good agreement between the predicted BPM contrast and the measured one both at C and L­band.

• The damping properties of the surface slick have been described by using the simple Marangoni model.

• No polarization and azimuthal dependence have been experienced.