Тепловое излучение наледей в микроволновом диапазоне

Наледные образования, как на пресном ледяном покрове, так и на грунтах несут в себе опасность для хозяйственной деятельности человека. Выходы грунтовых вод могут приводить к потоплению жилых домов, наносить ущерб транспортной инфраструктуре и т.д. По этой причине выявлять и определять объемы наледи является актуальной задачей.
Существуют различные способы обнаружения данных объектов, одним из которых является обнаружение льда в инфракрасном и в видимом диапазоне в весенний период времени [1]. В зимний период времени регистрировать наледные образования в вышеперечисленных диапазонах проблематично. На помощь может прийти радиометрия в микроволновом диапазоне. В сантиметровом диапазоне глубина формирования теплового излучения во льду составляет несколько метров. Также данный диапазон является всепогодным и влияние снежного сухого покрова на тепловое излучение минимальное. По этой причине по радиотепловому излучению, например, ледяного покрова можно судить о примесях, находящихся внутри льда [2].
Для исследований данных объектов были выполнены измерения радиояркостных температур на длинах волн 0,88 см и 2,3 см наледей природного происхождения, находящихся на пресном ледяном покрове, и искусственной наледи, созданной в лабораторных условиях и находящихся на почвогрунте. Измерения выполнялись в зимний период времени под углом наблюдения 45°.
В результате выполненных измерений была обнаружена интерференция радиотеплового излучения, как на вертикальной, так и на горизонтальной поляризациях по мере увеличения слоя наледи. Водяной слой на поверхности наледи приводит к уменьшению значения радиояркостной температуры. Наледное образование, как на ледяном покрове, так и на грунте приводит к увеличению значения радиояркостной температуры в миллиметровом и в сантиметровом диапазонах.
Таким образом, использование теплового излучения в микроволновом диапазоне для обнаружения наледи позволит выявлять наледи и оценивать их объемы в зимний период времени даже при наличии снежного покрова. Перспективным является способ обнаружения данных объектов с использованием беспилотных летательных средств с установленными на них радиометрическими приемниками микроволнового диапазона. В этом случае, при высоком пространственном разрешении, расчеты радиотеплового излучения можно выполнять с использованием плоскослоистой модели, что позволяет теоретически исследовать различные варианта структуры наледи.