Радиотепловое излучение ледяных покровов пресных и слабосоленых водоемов

• Автор: Гурулев, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
1Л. Экологический мониторинг водоемов дистанционным
способом
1.2. Радиометрические исследования ледяных покровов в СВЧдиапазоне
1.3. Электромагнитные свойства льда
Выводы и постановка задач
ГЛАВА II. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Методика измерения комплексной диэлектрической
проницаемости резонаторным методом
2.2. Методика измерений мнимой части диэлектрической
проницаемости радиометрическим методом
2.3. Расчетная модель радиотеплового излучения ледяного
покрова
2.4. Методика измерений радиояркостной температуры
ГЛАВА III. ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
ЛЬДА СОДЕРЖАЩЕГО СОЛЕВЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ
3.1. Лабораторные измерения электромагнитных параметров
льда
3.2. Измерения диэлектрических характеристик природного льда
ГЛАВА IV. РАСЧЕТ РАДИОЯРКОСТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА С МАЛЫМ СОДЕРЖАНИЕМ СОЛЕЙ
4.1. Расчетные зависимости радиояркостной температуры ледяного покрова от основных параметров
модели
4.2. Расчеты зависимостей радиояркости от углов наблюдения и поляризации
4.3. Расчеты влияния снежного покрова, термодинамической температуры, вариаций действительной части диэлектрической проницаемости льда и различных видов солей
Глава V. ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИОТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЛЕДЯНЫХ ПОКРОВОВ ПРЕСНЫХ И СЛАБОСОЛЕНЫХ ВОДОЕМОВ
5.1. Результаты измерений радиояркостной температуры ледяных покровов пресных водоемов
Забайкалья
5.2. Исследование радистеплового излучения оз. Байкал
5.3. Задача о восстановлении минерализации вод пресных и слабосоленых водоемов по собственному излучению ледяных покровов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Загрязнение окружающей среды стало серьезной проблемой человечества. Практически каждый уголок нашей планеты подвержен влиянию деятельности человека. Это коснулось и гидросферы. В связи с данной проблемой актуален вопрос о развитии мониторинга водных объектов - океанов, морей, озер и рек.
На смену классического метода мониторинга водного объекта (непосредственный отбор проб) приходит дистанционный метод аэрокосмического мониторинга. Аэрокосмический мониторинг водоемов позволяет решать радиофизическими методами такие задачи как: определение циркуляции вод океана; определение параметров ветра, волнения и зыби; взаимодействие атмосферы и океана; физические и биологические процессы в водоемах; слежение за перемещением штормов; оценивать биологическую продуктивность; определять источники загрязнения, степень солености морей и океанов и т.д. [37, 50, 51, 53, 75, 91]
Однако радиофизические методы аэрокосмического мониторинга качества вод ограничены при их использовании для пресных и слабосоленых водоемов. Это связано со слабым изменении, коэффициентов отражения (излучения) для электромагнитных волн при низких концентрациях растворенных в воде веществ. Так, точность определения минерализации водоема из космоса, например, по излучательным характеристикам водной поверхности составляет значение порядка 1 г/л [4, 75]. Для пресных водоемов определить минерализацию по радиотепловому излучению воды по данной методике нельзя. Однако определение низких уровней солености вод и загрязнений растворимыми в воде соединениями дистанционным способом представляется весьма актуальным.
В ряде случаев данное затруднение можно обойти. Существуют косвенные эффективные методы дистанционного зондирования некоторых
чистому льду; 2 — концентрация морской соли 5 мг/кг; 3 — концентрация морской соли 10 мг/кг.
г'хЮ3
Рис. 2.10. Зависимость фактора потерь от длины волны. Линия 1 соответствует льду, не содержащему примеси; 2 - лед содержит морскую соль с концентрацией 5 мг/кг; 3 —концентрация морская соль во льду 10 мг/кг. Температура льда -5°С.

а Є
Длина волны, см
Рис. 2.11. Зависимость действительной и мнимой части комплексной диэлектрической проницаемости от длины волны для пресной воды при температуре 1°С.