Изучение механизма образования добавочных электромагнитных волн в ледяных структурах и возможные задачи дистанционного зондирования

В [1] представлены данные о существовании в пресных ледяных покровах двух типов добавочных электромагнитных волн: когерентных и некогерентных. Первые возникают при распространении излучения в плоскослоистой среде параллельно границам раздела. Некогерентные волны, как было показано в [2] возникают при динамических процессах, связанных с деформациями и течением среды. Эти волны могут возникать не только в плоскослоистых средах, но и в любых ледяных структурах. Они особенно заметны в случае, если среда состоит из кристаллов, имеющих пространственно упорядоченные главные оптические оси. Внешние излучения рассеиваясь на отдельных текущих кристаллах создают некогерентное поле, которое нельзя описать с использованием параметров Стокса. Это, как предполагается, связано с усилением сигнала источника множественными областями. Течение среды может возникать, если значение механических напряжений превышает некоторый предел (предел текучести). Тогда деформация кристаллов растет и может продолжаться при меньшем значении напряжения, т.е. в среде проявляется отрицательная вязкость.
Для доказательства существования эффекта возникновения некогерентных добавочных волн были проведены эксперименты по изучению распространения излучения на частоте 13,7 ГГц через область резкого повышения давления, где превышается предел текучести. Давление до 30 атм. создавалось взрывом небольшого порохового заряда. В экспериментах наблюдали кратковременный рост интенсивной проходящего излучения приблизительно на 1 дБ на метр [3].
Подобное состояние может возникать в крупных ледяных телах, например, при сейсмических ударах, под ледяным щитом Антарктиды вблизи дна ледника, в ледяных спутниках планет при приливных воздействиях, и т.д.
Регистрируя такого рода изменения (по потере когерентности излучения и искажению поляризационной диаграммы, росту интенсивности источников микроволнового излучения) дистанционными методами можно осуществлять обнаружение схода ледников, разрушение ледяных структур под действием внешних сил, а также вблизи температуры фазового перехода (когда в ледяном теле возникают отрицательные давления), обнаруживать волновые движения в мерзлых приповерхностных слоях.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 02-10-00088).

1. Бордонский Г.С., Гурулев А.А., Крылов С.Д., Орлов А.О., Цыренжапов С.В. Многочастотные микроволновые измерения распространения поляризованного излучения внутри ледяного покрова // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 1. С. 275-280.
2. Бордонский Г.С., Гурулев А.А., Крылов С.Д., Орлов А.О., Цыренжапов С.В. Поляризационные аномалии микроволнового излучения и добавочные электромагнитные волны в деформируемых ледяных покровах // Журнал технической физики. 2011. № 9. С. 93.
3. Бордонский Г.С., Гурулев А.А., Орлов А.О., Цыренжапов С.В. Усиление микроволнового излучения во льду при фазовом переходе, вызванном давлением // Письма в "Журнал технической физики". 2012. Т. 38. № 19. С. 30-36.