Reflektion (a) und Streuung (b) an glatter (links) und rauher (rechts) Meeresoberfläche
Reflektion (a) und Streuung (b) an glatter (links) und rauher (rechts) Meeresoberfläche (Quelle: Robinson, 2004 (modifiziert))

Aktive Radarsysteme

Aktive Radarsysteme emittieren EM-Strahlung im Mikrowellenbereich von 1mm bis 1m und Detektieren die an der Oberfläche reflektierte oder zurückgestreuten Anteile. Sie sind nahezu unabhängig von den Wetterbedingungen und vollständig unabhängig von der solaren Strahlung.

Die Oberflächenrauhigkeit hat großen Einfluss auf die Reflektionseigenschaften einer Fläche. Auf glatten Meeresoberflächen wird wenig Strahlung zum Sensor zurück reflektiert oder gestreut; das Radarbild ist dunkel. Eine rauhe Meeresoberfläche reflektiert und streut mehr; das Radarbild ist somit heller.

Zu den aktiven Radarsystemen zählen Radaraltimeter, Scatterometer und Abbildende Radarsysteme. Radaraltimeter messen die Reflektionszeit und Polarisierung der pulsartig in Nadir-Richtung emittierten Mikrowellenstrahlung. Scatterometer messen den Grad der Rückstreuung aus einem großen Flächensegment mit schräg einfallender Mikrowellenstrahlung. Abbildende Radarsysteme (SAR) arbeiten mit einer hohen Auflösung sowohl in Strahlungsstärke als auch in Flächensegmenten.

Aktive Radarsysteme messen die Oberflächenrauhigkeit und Oberflächenneigung und geben damit Informationen über Wellenhöhen, Oberflächenwinde, interne Wellen, Oberflächenfilme, geostrophische Strömungen und Höhe des Meeresspiegels.