XXI..16
Тепловое излучение наледей в микроволновом диапазоне
Козлов А.К. (1), Казанцев В.А. (1)
(1) Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита, Россия
Наледные образования, как на пресном ледяном покрове, так и на грунтах несут в себе опасность для хозяйственной деятельности человека. Выходы грунтовых вод могут приводить к потоплению жилых домов, наносить ущерб транспортной инфраструктуре и т.д. По этой причине выявлять и определять объемы наледи является актуальной задачей.
Существуют различные способы обнаружения данных объектов, одним из которых является обнаружение льда в инфракрасном и в видимом диапазоне в весенний период времени [1]. В зимний период времени регистрировать наледные образования в вышеперечисленных диапазонах проблематично. На помощь может прийти радиометрия в микроволновом диапазоне. В сантиметровом диапазоне глубина формирования теплового излучения во льду составляет несколько метров. Также данный диапазон является всепогодным и влияние снежного сухого покрова на тепловое излучение минимальное. По этой причине по радиотепловому излучению, например, ледяного покрова можно судить о примесях, находящихся внутри льда [2].
Для исследований данных объектов были выполнены измерения радиояркостных температур на длинах волн 0,88 см и 2,3 см наледей природного происхождения, находящихся на пресном ледяном покрове, и искусственной наледи, созданной в лабораторных условиях и находящихся на почвогрунте. Измерения выполнялись в зимний период времени под углом наблюдения 45°.
В результате выполненных измерений была обнаружена интерференция радиотеплового излучения, как на вертикальной, так и на горизонтальной поляризациях по мере увеличения слоя наледи. Водяной слой на поверхности наледи приводит к уменьшению значения радиояркостной температуры. Наледное образование, как на ледяном покрове, так и на грунте приводит к увеличению значения радиояркостной температуры в миллиметровом и в сантиметровом диапазонах.
Таким образом, использование теплового излучения в микроволновом диапазоне для обнаружения наледи позволит выявлять наледи и оценивать их объемы в зимний период времени даже при наличии снежного покрова. Перспективным является способ обнаружения данных объектов с использованием беспилотных летательных средств с установленными на них радиометрическими приемниками микроволнового диапазона. В этом случае, при высоком пространственном разрешении, расчеты радиотеплового излучения можно выполнять с использованием плоскослоистой модели, что позволяет теоретически исследовать различные варианта структуры наледи.
Ключевые слова: микроволновая радиометрия, наледное образование, плоскослоистая структураЛитература:
- Черных В.Н., Аюржанаев А.А., Жарникова М.А., Содномов Б.В., Шихов А.Н., Цыдыпов Б.З., Гармаев Е.Ж., Пьянков С.В. Картографирование наледей в трансграничном бассейне р. Чикой // Географический вестник. 2022. № 3 (62). С. 169-179. DOI: 10.17072/2079-7877-2022-3-169-179.
- Бордонский Г.С., Гурулев А.А. Особенности радиотеплового излучения ледяных покровов водоемов с различной степенью минерализации // Водные ресурсы. 2008. Т. 35. № 2. С. 210-215.
Ссылка для цитирования: Козлов А.К., Казанцев В.А. Тепловое излучение наледей в микроволновом диапазоне // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2023. C. 288. DOI 10.21046/21DZZconf-2023aДистанционное зондирование криосферных образований
288