Исследование радиотеплового излучения морских льдов Арктики применительно к задаче дистанционной диагностики

• Автор: Даровских, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 11.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 142 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. РАДИОТЕШСВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ОДНОЛЕТНИХ МОРСКИХ

1.1. Электрические свойства однолетних морских льдов

в СВЧ диапазоне методика расчета .

1.1.1. Морские льда с небольшим содержанием

жидкой фазы.

1.1.2. Морские льда с большим содержанием

жидкой фазы
1.2. Основные соотношения для расчета радиояркостной температуры однолетних льдов . . .

1.3. Сопоставление экспериментальных данных с результатами расчетов

1.3.1. Постановка экспериментальных исследований
1.3.2. Основные свойства коэффициента пропускания
1.3.3. Анализ яркостных температур .
1.3.4. Краткие вывода
1.4. Особенности излучения начальных видов льда и ниласа.
1.5. О возможности определения эффективной температуры ледяного покрова .
1.6. Основные результаты
2. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАДИОТЕШЮВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ МОРСКОГО ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА
2.1. Основные характеристики бортового комплекса аппаратуры дистанционного зондирования .
2.2. Корреляционные характеристики теплового излучения дрейфующих льдов.
2.3. Выборочные спектры теплового излучения морского
2.4. Распределения вероятности яркостных температур ледяного покрова
2.5. Основные результаты.
3. МИКРОВОЛНОВАЯ ДИАГНОСТИКА ВОЗРАСТНОЙ
ХАРАКТЕРИСТИКИ МОРСКОГО ЛЬДА
3.1. Ацриорная оценка возможности микроволновой диагностики морского льда .
3.2. Построение байесовского классификатора
3.3. Предварительная обработка измерений.
3.4. Применение байесовского классификатора в микроволновой диагностике возрастной характеристики морского льда
3.5. Основные результаты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Вместе с тем организация одновременных контактных наземных измерений является одним из основных условий как для успешной интерпретации самолетных микроволновых измерений, так и для проведения теоретических расчетов, базирующихся на реальных данных. Электрические свойства ледяного покрова, рельеф его верхней поверхности, толщина меняются в пространстве и во времени. Это позволяет рассматривать регистрируемые флуктуации теплового излучения морского льда при измерениях с самолета или других носителей как случайный процесс. Исследование теплового излучения статистическими методами имеет некоторые преимущества перед электродинамическим моделированием. Эмпирические выражения для расчета показателя преломления и удельного ослабления льда по его температуре и солености в диапазоне длин волн 0,,. X 1,6 и 3,2 см
светлого яиласа в основном определяется его эффективными электрическими параметрами, в то время как Т. X 1,6 см от типа льда и отсутствие таковой для дисперсии радиационной температуры Х 8. А 1,6 см и А 3,2 см и отрицательную значимую корреляцию между радиационной температурой А 8. А 1,6 см у многолетних льдов и отсутствие таковой у однолетних льдов уровень значимости об 0,. Неслучайный характер выделяемых гармонических составляющих выборочных пространственных спектров радиационных и яркостных температур фиксированных ледяных полей разного возраста. X 3,2 см морского льда разного возраста. Возможность двухканальной А 1,6 см и X 3,2 см диагностики основных типов морского льда в осенний и весенний периоды. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. В первой главе обосновывается методика расчета электрических параметров показателя преломления и удельного ослабления однолетних морских льдов в СВЧ диапазоне. Приводится описание модели и основных соотношений для расчета яркостной
температуры однолетних покровов с учетом реальных распределений по их толщине температуры и электрических параметров. Проводится сопоставление результатов модельных расчетов с экспериментально полученными, подчеркиваются особенности излучения начальных видов льда и ниласа. Вторая глава посвящена анализу результатов расчета статистических характеристик теплового излучения ледяного покрова. Приводятся выборочные пространственные спектры яркостных А 1,6 см и радиационных А 8. В третьей главе излагается алгоритм распознавания возрастных характеристик ледяного покрова, использующий байесовскую формулу вычисления апостериорных условных вероятностей байесовский классификатор описаны возмонсности определения основных типов морского льда в осенний и весенний периоды. Проводится оценка эффективности распознавания многолетнего, двухлетнего и однолетнего толстого льда весной. В заключении сформулированы основные результаты проведенного исследования. Коэффициенты излучения однолетних морских льдов в основном определяются их электрическими свойствами. П и 3 называются соответственно показателем преломления и коэффициентом затухания. К , 1. X длина волны в свободном пространстве. Электрические свойства находятся в тесной связи с физикохимическими свойствами морского льда. Морской дрейфующий лед, представляющий собой многокомпанентнуга среду, состоит из кристаллов льда, включений жидкой фазы рассола и различных солей. Анализ содержания солености Э , жидкой фазы У в верхних слоях ледяного покрова позволяет в зимневесенний период различать три класса морских льдов. Первый класс включает начальные виды льда, ниласовые и частично молодые. Они характеризуются большой соленостью и большим содержанием жидкой фазы 5 , У 0,1. Ко второму классу относятся однолетний льды тонкий, средней толщины и толстый з0 Б о, 0, V 4 0,1. Третий класс составляют двухлетний и многолетний льды С 5 3ол, У 0,. На рис. При построении границ областей б,в,г использовались значения температуры и солености на различных горизонтах от 0 до см соответственно зимнего, осеннего, двухлетнего и многолетнего льда, измеренные в Арктике в период с января по апрель . При нанесении границ области а использовались как средние значения температуры и солености, так и их значения в верхних слоях толщиной 5 мм начальных видов льда и ниласа. Данные получены во время натурных исследований весной г. Жохова. Рис.