Особенности диэлектрических характеристик льда вблизи температуры фазового перехода

Особенностям диэлектрических характеристик льда в широком диапазоне частот и температур посвящено большое количество работ [1-3]. Особой температурной областью является диапазон вблизи 0 °С. Это связано с изменением диэлектрических характеристик льда при его таянии. В ряде работ [4,5] был описан эффект «просветления» среды, при котором происходит уменьшение затухания электромагнитного излучения во льду и в снеге до начала фазового перехода. Частотный диапазон, в котором происходит уменьшение мнимой части относительной комплексной диэлектрической проницаемости, варьируется от ультрафиолетового до радиодиапазона.
В работе представлены результаты исследования мнимой и действительной частей относительной комплексной диэлектрической проницаемости льда в широком диапазоне частот при различных методах исследования. В частности, был использован резонаторный метод; методы исследования по просвечиванию образцов в видимом и микроволновом диапазонах; методы измерений тепловых излучениях и др. В исследовании было обращено внимание на расположение базисных плоскостей кристаллов льда, которое влияет на его диэлектрические характеристики. При расположении образца льда базисными плоскостями параллельно вектору напряженности электрического поля уменьшение мнимой части относительной комплексной диэлектрической проницаемости составило примерно в 5 раз, а при перпендикулярном расположении в ~2 раза. Также экспериментально было показано, что эффект «просветления» приводит к уменьшению на ортогональных поляризациях радиояркостной температуры блока пресного льда толщиной 10 см для его собственного излучения на фоне холодного неба. Это уменьшение составляет примерно 10 К. При измерениях различных плоско-слоистых сред изо льда, такое уменьшение может составлять около 30 К. Полученные данные будут полезны для задач дистанционного зондирования пресных ледяных покровов вблизи температуры фазового перехода.