Многолетняя динамика радиотеплового излучения локальных областей тундры по данным радиометров МТВЗА-ГЯ, AMSR-E, AMSR2 и SMAP

Основной целью наших исследований является поиск индикаторов фазового состояния поверхности тундры (мерзлое состояние, таяние, безморозное состояние и замерзание) по данным спутниковых пассивных СВЧ измерений.
В работе [1] отмечается, что время максимального промерзания грунтов (как и время их протаивания) в сезонном и многолетнем ходе заметно запаздывает относительно изменения температуры на поверхности грунтов. Для изучения фазовых особенностей пространственно-временной динамики радиотеплового излучения тундры в работах [2-4] была рассмотрена сезонная и многолетняя динамика радиотеплового излучения тундры в западном и восточном полушариях по данным радиометра AMSR-E на частотах 6.9, 18.7 и 36.5 ГГц. Пространственное распределение тундры по полушария приводится в работе [3]. Аналогичные исследования были выполнены с использованием данных радиометра МТВЗА-ГЯ на частотах 10.6, 18.7 и 36.7 ГГц за период 2014-2017 гг. [5, 6]. Основными факторами, по данным моделирования, определяющими сезонный ход яркостных температур в дециметровом и сантиметровом диапазонах, являются пространственно-временные вариации влажности и температуры верхнего слоя почвы. Экспериментальные данные [2-6] указывают на более сложный механизм формирования радиотеплового излучения, он определяется фазовыми изменениями состояния поверхности тундры в течение года. В работах [2-6] были получены интегральные оценки средних и максимальных значений ЯТ, скв ЯТ и коэффициента вариаций ЯТ на трех частотах и двух поляризаций, осредненные по всей площади тундры в обоих полушариях. Данные анализа сезонной динамики указывают на различия в механизме формирования радиотеплового поля тундры в западном и восточном полушарии. Изменение фазового состояния тундры (таяние и замерзание) наиболее сильно проявляется на частоте 6.9 и 10.6 ГГц. Радиотепловое поле на горизонтальной поляризации наиболее чувствительно к изменению физических параметров системы атмосфера-тундра.
В настоящей работе, в отличие от работ [2-6], рассматривается взаимосвязь изменения фазового состояния поверхности тундры с радиотепловым излучением среды на локальных масштабах, в пикселях размером 25х25 км и 36х36 км, там, где расположены метеостанции. В качестве индикаторов изменения фазового состояния тундры используются среднее значение ЯТ на вертикальной (ВП, V) и горизонтальной поляризации (ГП, H), поляризационный контраст PC и коэффициент поляризации PI.