Abstract
JSTOR is a not-for-profit service that helps scholars, researchers, and students discover, use, and build upon a wide range of content in a trusted digital archive. We use information technology and tools to increase productivity and facilitate new forms of scholarship. For more information about JSTOR, please contact support@jstor.org.. Arctic Institute of North America is collaborating with JSTOR to digitize, preserve and extend access to Arctic. ABSTRACT. Surface roughness at the centimetre and millimetre scale is an important factor governing radar backscatter, especially in the case of warm (>-5°C) or highly saline sea ice types. Quantitative measurements of surface roughness are required as input to backscatter models. Several field techniques have been used to quantitatively measure the surface roughness of sea ice. These techniques usually possess at least one of the following obstacles: difficult field operation, expense, poor accuracies or arduous data processing. A prototype portable field instrument called the Surface Roughness Meter has been designed to measure micro-scale surface roughness. The instrument provides measurements of two surface roughness parameters, root mean square height and correlation length. The instrument consists of a 35 mm camera and a flash mounted on a platform. The system illuminates and photographs a rectangle of known size on the surface from a fixed height. The negatives are digitized and the root mean square height and correlation length are calculated and recorded using a PC-based image analysis system in the laboratory. The first sea ice application for the instrument was the Labrador Ice Margin Experiment (LIMEX) 1989. The instrument was used to measure surface roughness of first-year deformed pack ice. The resulting data from LIMEX '89 were digitized and surface roughness statistics were computed using a PC image analysis system. LIMEX '89 Surface Roughness Meter data compared favourably to roughness statistics obtained from LIMEX '87. Key words: surface roughness, radar backscatter, sea ice, Surface Roughness Meter, root mean square height, correlation length, LIMEX '89 RESUME. La rugosité de la surface à l'échelle du centimètre et du millimètre est un facteur important dans la rétrodif fusion radar, surtout lorsqu'il s'agit de types de glace de mer tempérée (> à-5°C) ou bien ayant un taux salin très élevé. Les modèles de rétrodiffusion nécessitent des données sur des mesures quantitatives de la rugosité de la surface. Il existe plusieurs techniques qui peuvent être employées sur le terrain pour mesurer quantitativement la rugosité de la surface de la glace de mer, et ces techniques comportent généralement au moins un des inconvénients suivants: difficulté des opérations sur le terrain, coût, faible précision ou traitement laborieux des données. Pour mesurer la rugosité de la surface à une micro-échelle, on a conçu un prototype d'instrument portable, appelé profilographe, qu'on utilise sur le terrain. Cet instrument fournit des mesures de deux paramètres de la rugosité de la surface, soit la hauteur quadratique moyenne et la longueur de corrélation. L'instrument consiste en un appareil photo de 35 mm et un flash monté sur une plate-forme. Un rectangle de la surface dont les dimensions sont connues est illuminé et photographié à partir d'une hauteur fixe. Les négatifs sont numérisés et la hauteur quadratique moyenne ainsi que la longueur de corrélation sont calculées et enregistrées dans le laboratoire à l'aide d'un système d'analyse d'images utilisant un micro-ordinateur. La première application de cet instrument à la glace de mer a eu lieu en 1989, dans le cadre de l'Étude de la zone marginale des glaces du Labrador (LIMEX). On a utilisé alors le profilographe pour mesurer la rugosité de la surface de la glace de banquise déformée de première année. Les données qui ont résulté de cette étude ont été numérisées et on a employé un système d'analyse d'images utilisant un micro-ordinateur pour calculer les statistiques concernant la rugosité de la surface. Les données du profilographe utilisé dans le cadre de LIMEX '89 se sont comparées favorablement aux statistiques sur la rugosité, obtenues au cours de l'expérience LIMEX '87. Mots clés: rugosité de la surface, rétrodiffusion radar, glace de mer, profilographe, hauteur quadratique moyenne, longueur de corrélation, LIMEX '89 Traduit pour le journal par Nésida Loyer.
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Paterson, J. S., Brisco, B., Argus, S., & Jones, G. (1991). In Situ Measurements of Micro-Scale Surface Roughness of Sea Ice. ARCTIC, 44(5). https://doi.org/10.14430/arctic1580
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