Исследовались особенности восстановления профилей температуры в неравномерно увлаженном по глубине талом суглинистом почвогрунте на основе многочастотных поляриметрических наблюдений радиояркостной температуры (РТ) в диапазоне частот от 1,4 ГГц до 18,7 ГГц и от 409 МГц до 18,7 ГГц. Для расчета РТ (прямая задача) использовалась модифицированная частично когерентная модель радиотеплового излучения почвогрунтов лишенных покровов, с гладкой границей (в виде интегрального уравнения Фредгольма первого рода), физически обоснованная диэлектрическая модель почвогрунтов, модельные профили температуры и влажности, построенные на основе обобщения большого набора экспериментальных данных. Некорректно поставленная обратная задача по нахождению профилей температуры решалась с применением регуляризирующего алгоритма Тихонова, свойства сходимости которого были изучены для различных комбинаций профилей влажности и температуры. Показана достижимость практически значимой точности 2-4 К (среднее абсолютное отклонение от исходно заданных профилей) восстановления профилей температуры в слое 0-15 см даже в условиях относительно большой зашумленности РТ 1,0 К. Дополнительные наблюдения РТ на частоте 409 МГц к диапазону 1,4 ГГц-18,7 ГГц позволяет существенно в ~3 раза уменьшить погрешность восстановления профилей температуры на глубинах 15-35 см, при этом объемная влажность поверхности почвогрунта должна быть менее 16%.