Температурные зависимости радиационных характеристик дождевых осадков в миллиметровом диапазоне длин волн.

Исследование осадков при помощи космических наблюдений - одна из важных проблем дистанционного зондирования. Интенсивность выпадения осадков можно определить по интенсивности излучения. Первые подтверждения возможности определения интенсивности дождя по данным наблюдений микроволнового излучения были получены в 1968 году по результатам эксперимента на ИСЗ Космос 243 [1]. К настоящему времени реализованы или находятся в разработке несколько проектов такого типа, в т.ч. TRMM, GPM (Global Precipitation Mission) и др. [2].

В связи с этим интенсивно изучается взаимодействие микроволнового излучения с осадками и облаками различных типов. Многие из них состоят из частиц несферической формы, обладающих преимущественной ориентацией (падающие дождевые капли, снег и другие кристаллические частицы льда). По сравнению с макроскопически изотропными средами, в распространении излучения в таких средах существенную роль играют поляризационные эффекты. Для моделирования полей излучения в таких средах требуется знать их радиационные характеристики.

В работе на основе физической модели дождевых осадков вычислены радиационные характеристики среды (поглощение и рассеяние электромагнитных волн заданной частоты и поляризации единицей объема) в зависимости от температуры. Модель учитывает сфероидальную форму дождевых капель в зависимости от размера, температурную зависимость комплексной диэлектрической проницаемости воды в жидкой фазе по теории Дебая и распределение капель по размерам в реальных дождевых осадках. Матрицы ослабления и рассеяния для сфероидальных частиц фиксированной ориентации вычисляются методом Т-матриц с помощью общедоступных компьютерных кодов [3].

Исследование выполнено при поддержке грантов РФФИ 13-02-12065 офи-м "Фундаментальные задачи микроволнового дистанционного зондирования Земли из космоса" и 15-02-05476 "Разработка новых методов и средств метеорологического радиолокационного зондирования атмосферных осадков в миллиметровом диапазоне".

Список литературы.

1. Башаринов А. Е., Гурвич А. С. , Егоров Т. С. Радиоизлучение Земли, как планеты, М.:Наука, 1974 г. 188 с.
2. Ilyushin, Ya.A.; Kutuza, B.G., New possibilities of the use of synthetic aperture millimeter-wave radiometric interferometer for precipitation remote sensing from space," in: 2013 International Kharkov Symposium on Physics and Engineering of Microwaves, Millimeter and Submillimeter Waves (MSMW), pp.300-302, 23-28 June 2013 doi: 10.1109/MSMW.2013.6622055.
3. Moroz A. Improvement of Mishchenko's t-matrix code for absorbing particles // Appl. Opt. 2005. V.44. PP.3604-3609.