Роль объемной плотности частиц при формировании теплового излучения сухого снежного покрова и искусственных снегоподобных сред

Восстановление физических параметров снежного покрова таких, как высота покрова и его водный эквивалент, основано, как известно, на использовании эффекта объемного рассеяния электромагнитных волн на снежных кристаллах. Несмотря на огромное количество выполненных исследований, посвященных восстановлению высоты и водного эквивалента снега, решение этой научно-прикладной задачи пока не имеет завершенного решения. Одна из основных причин заключается в недостаточно глубоком исследовании закономерностей рассеяния и излучения в плотных случайных дискретных средах как в теоретическом, так и экспериментальном планах.
В данном докладе представлены результаты теоретического и экспериментального исследования зависимостей полных коэффициентов отражения и пропускания, а также когерентного ослабления электромагнитных волн в случайных дискретных слабо поглощающих (снегоподобных) средах от объемной плотности частиц. Измерения вышеуказанных величин выполнены на длинах волн 3мм, 8мм и 1,35 см для искусственных снегоподобных сред, представлявших собой смеси рассеивающих частиц и гранулированного пенопласта, с такими контролируемыми параметрами, как объемная плотность частиц, размеры частиц и гранул пенопласта.
В приближениях теорий слабых и сильных флуктуаций при использовании линейной зависимости радиуса корреляции неоднородностей двухкомпонентной случайной дискретной среды от объемной плотности частиц получены аналитические выражения и рассчитаны зависимости коэффициента экстинкции от этой объемной плотности. Получено, что функция когерентного ослабления от объемной плотности достигает экстремума при значении объемной плотности 0,3, при этом экстремум настолько широкий, что на интервале значений объемной плотности 0,2…0,4 она оказывается несущественным параметром. Полученные теоретические результаты удовлетворительно согласуются с результатами экспериментального исследования как в области справедливости приближения теории сильных флуктуаций, так и за ее пределами.