Том 11, №1, 2019
РусскийEnglish

РАДИОЛОКАЦИЯ



РАССЕЯНИЕ МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В СУХОМ СЛОИСТОМ СНЕГЕ

Голунов В.А.

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязинский филиал, http://fire.relarn.ru
Фрязино 141190, Московская область, Российская Федерация

Поступила 19.04.2019, принята 24.04.2019


Аннотация. Обсуждается проблема применимости двухпотоковой теории Кубелки-Мунка к описанию излучательных характеристик снежного покрова. Показано, что поскольку микроволновое тепловое излучение снега принимается радиометрами с пространственно-когерентным входом, то это эквивалентно облучению рассеивающих сред пространственно-когерентным и, как правило, узконаправленным источником, а рассеянное излучение принимается бесконечно протяженным площадным приемником. Рассматривается проблема применимости известных формул для расчета коэффициентов отражения и пропускания многослойного снежного покрова, поскольку условия применимости этих формул и теории Кубелки-Мунка совпадают. Более того, рассматриваемые формулы не учитывают отражение потоков на границах между слоями. В снежном покрове отражающие границы обусловлены скачком показателя преломления, возникающим из-за разности значений объемной плотности снега в соседних слоях. Измеренные на частотах 22.2, 31, 37.5 и 94 ГГц значения коэффициентов отражения и пропускания однослойного и многослойного снега сопоставлялись с их расчетными значениями. Показано, что, во-первых, измеренные зависимости коэффициентов отражения и пропускания от толщины однослойного снега удовлетворительно аппроксимируются соответствующими формулами теории Кубелки-Мунка. Во-вторых, расхождения между расчетными и измеренными значениями вышеуказанных коэффициентов для двух-, трех- и четырехслойного снега практически не выходят за пределы грубой погрешности измерений. Обнаруженное экспериментально пренебрежимо малое влияние границ интерпретируется тем, что при расчетах используются значения коэффициентов отражения и пропускания, измеренные для каждого из складываемых слоев. В этих значениях уже содержатся вклады отражений рассеянных потоков на межслойных границах, из которых наиболее важными в стопе снега являются внешние границы первого и последнего слоя. Показана целесообразность создания основанного на экспериментальных данных и двухпотоковой модели Кубелки-Мунка банка данных характеристик микроволнового излучения однородного (однослойного) сухого снежного покрова при широком наборе параметров его структуры. В этом случае становится возможным достаточно просто и точно прогнозировать яркостные характеристики слоистого снежного покрова.

Ключевые слова: : микроволновое излучение, объемное рассеяние, двухпотоковая модель, слоистый снежный покров, эксперимент

УДК 535.36; 621.396.11

РЭНСИТ, 2019, 11(1):39-48 DOI: 10.17725/rensit.2019.11.039


Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/270/11(1)39-48.pdf