Учет эффекта Фарадея в модели глобального радиотеплового излучения Земли в дециметровом диапазоне

В ФИРЭ в конце 80-х годов впервые был выполнен анализ характеристик радиотеплового излучения системы "подстилающая поверхность-ионосфера" в L- и P-диапазоне в приближении слоисто-однородной модели ионосферы. Дальнейшее развитие в исследовании влияния ионосферы на яркостную температуру (ЯТ) подстилающей поверхности связано с учетом вер¬тикального профиля электронной концентрации для заданного времени суток, солнечной активности и географических координат для всей земной поверхности, что достигается применением "Модели глобального распределения электронной концентрации".
Влияние ионосферы на СВЧ-радиационные характеристики системы "подстилающая поверхность-ионосфера" обусловлено, главным образом, по¬глощением радиоволн в ее толщине. Величина интегрального поглощения (ИП) радиоволн по мощности в ионосфере будет определяться вертикальным профилем коэффициента поглощения. С учетом известных данных для характерных слоев ионосферы D, E, F1, F2 о частоте соударения электронов с молекулами и ионами и их концентрации рассчитывается значение интегрального поглощения. Максимальным интегральным поглощением характеризуется верхний слой ионосферы F2. ЯТ собственного радиоизлучения ионосферы зависит от эффективной электронной температуры и интегрального поглощения. Поскольку поглощение в ионосфере мало (ИП << 1) и учет вариаций его представляют интерес, главным образом, при исследовании параметров океана, остановимся на проблеме, связанной с поворотом плоскости поляризации или эффектом Фарадея.
При прохождении радиоволн через ионосферу происходит поворот плоскости поляризации излучения за счет магнитного поля Земли. Величина поворота плоскости поляризации зависит от электронной концентрации, напряженности магнитного поля Земли, высоты и угла между направлением распространения волны и статического магнитного поля и растет обратно пропорционально квадрату частоты. В настоящей работе модель геомагнитного поля Земли было представлено полем диполя, расположенного в центре Земли. В отсутствие деполяризации ЯТ среды определяется коэффициентом излучения (отражения) и температурой среды, а эффект Фарадея приводит к появлению второй составляющей сигнала. Величина вариации ЯТ, обусловленная деполяризацией, пропорциональна разности коэффициентов излучения среды на вертикальной и горизонтальной поляризациях и квадрату синуса угла поворота плоскости поляризации. Влияние эффекта Фарадея определяется поляризационными свойствами среды. Для слабо поляризованных сред (леса, густая растительность, сухая почва) контраст ЯТ составляет 5-13 К, для увлажненных почв контраст ЯТ достигает 26-53 К.
В докладе приводятся результаты численных экспериментов по оценке спектров поглощения и радиоизлучения ионосферы на локальных и глобальных масштабах при разных метеорологических и гелеофизических условиях, спектральная зависимость угла поворота плоскости поляризации в ионосфере для разных гелиофизических условий, спектры ЯТ гладкой морской поверхности при вариациях угла зондирования.