Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Девятнадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XIX.E.176

Дистанционное зондирование холодной и переохлажденной воды - особого объекта гидросферы

Бордонский Г.С. (1), Гурулев А.А. (1), Орлов А.О. (1)
(1) Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита, Россия
В последнее десятилетие в физико-химии воды активно изучаются ее аномальные характеристики в интервале температур от +4°C до –70 C [1 – 3]. Данный интервал определяется аномальным понижением плотности при охлаждении. Объемную воду при указанных температурах назвали «холодной и переохлажденной» водой (или просто «холодной» водой) [4]. Наиболее яркая аномалия этой воды связана с существованием второй критической точки при температуре около –60 °C и давлении ~100 МПа. Точное значение параметров второй критической точки не известно из-за отсутствия эффективных технологий получения глубоко переохлажденной объемной метастабильной воды. Однако эта критическая точка проявляется в земных условиях через существование линии Видома – локуса повышенных флуктуаций энтропии и плотности воды. Линия Видома исходит из второй критической точки в фазовом пространстве давление-температура в однофазную область. Вблизи нулевого давления (т.е. в условиях земной поверхности) температура на линии Видома равна –45 °C. Другая аномалия, представляющая интерес для дистанционного зондирования в отмеченном интервале температур, связывается с существованием особой кристаллической модификацией льда – льдом 0. Этот лед образуется при температурах ниже –23 °C и, возможно, часто возникается в верхних слоях атмосферы при конденсации пара при температурах до – 120°C. Он является сегнетоэлектриком, что определяет его особые электромагнитные характеристики в оптическом и микроволновом диапазонах [5, 6].
В связи с обнаружением новых аномалий холодной воды появляется возможность формулирования новых задач дистанционного зондирования гидросферы и связанных с нею других земных оболочек. Во-первых, можно указать особые точки и области температур, где электромагнитные и другие физические характеристики природных и техногенных объектов могут отклоняться от обычных зависимостей. Это: +4…0 °C, –23…–60 °C, –45 °C, –70 °C при давлениях от 0 до 1 МПа (условий, характерных для земных оболочек). Во-вторых, аномалии характерны для дисперсных и пористых сред, где возможно существование глубоко переохлажденной объемной воды (почвы и грунты, пористые частицы, растительность, аэрозоли). Специальное исследование электромагнитных характеристик холодной воды представляется перспективным для развития дистанционного зондирования.

Ключевые слова: холодная вода и переохлажденная вода, дистанционное зондирование, электромагнитные характеристики
Литература:
  1. Handle P.H., Loerting T., Sciortino F. Supercooled and glassy water: Metastabe liquid(s), amorphous solid(s), and no-man's land // PNAS. 2017. V.114. Iss.51. P.13336-44.
  2. Mishima O. Volume of supercooled water under pressure and liquid-liquid critical point // J. of Chemical Phys. 2010. V.133(14). 144503-6.
  3. Бордонский Г.С., Гурулев А.А. Экспериментальное доказательство существования линии Видома по особенностям поведения водорода в нанопористом силикате при –45 °С и атмосферном давлении // Письма в Журнал технической физики. 2017. Т. 43. № 8. С. 34-40.
  4. Анисимов М.А. Холодная и переохлажденная вода как необычный сверхкритический флюид // Сверхкритические флюиды: Теория и практика. 2012. Т.7(2). С. 19-37.
  5. Бордонский Г.С., Крылов С.Д., Гурулев А.А. Лёд 0 в природной среде. экспериментальные данные и предполагаемые области его существования // Лёд и снег. 2020. Т. 60. № 2. С. 263-273.
  6. Бордонский Г.С., Гурулев А.А., Орлов А.О. Пропускание электромагнитного излучения видимого диапазона тонким слоем льда 0, конденсированного на диэлектрическую подложку // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2020. Т. 111. № 5-6 (3). С. 311-315.

Презентация доклада

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

221