Технологии микроволновой радиометрии позволяют дистанционно идентифицировать изменение диэлектрической проницаемости подстилающей поверхности. Вариации диэлектрической проницаемости при положительных температурах обусловлены изменением объёмной влажности почвы. При падении термодинамической температуры поверхности ниже нуля градусов по Цельсию происходит резкое падение диэлектрической проницаемости, обусловленное замерзанием почвенной влаги. В результате наблюдается резкий рост радиояркостной температуры, что позволяет идентифицировать начало процесса промерзания.
Проведённые ранее натурные приземные измерения показали, что по мере увеличения толщины промёрзшего слоя наблюдаются осцилляции радиояркостной температуры, обусловленные интерференционными процессами в поверхностном слое почв [1]. Причём интенсивность осцилляций определяется разницей диэлектрической проницаемости промёрзшего и не промёрзшего слоёв, которая в свою очередь обусловлена значением объёмной влажности почв перед промерзанием. В результате анализа данных о радиояркостной температуре, при наличии априорной информации о состоянии подстилающей, удаётся произвести оценку толщину промёрзшего слоя.
На данный момент на орбите функционируют два спутника с установленными на борту микроволновыми радиометрами L-диапазона (частота 1,4 ГГц)- SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) и SMAP (Soil Moisture Active and Passive). Радиометрические данные, полученные в этом диапазоне, в наибольшей степени чувствительны к изменению диэлектрической проницаемости поверхностного слоя почв. Характерное пространственное разрешение карт радиояркостной температуры, построенных по данным этих спутников, составляет 36 км для SMOS и до 9 км для SMAP. В пределах территории указанного размера могут оказаться совершенно разные типы поверхности. В результате чего влияние интерференционных процессов на временной ход радиояркостной температуры минимизируется, в отдельных случаях до полного исчезновения. Несмотря на это в отдельных случаях влияние интерференционных процессов на временной ход радиояркостной температуры всё же наблюдается. Это характерно для данных, полученных аппаратом SMAP, при больших значениях влажности почвы для участков с малой изменчивостью типа поверхности в пределах территории, относящейся к пикселю радиометрического снимка.
Таким образом, можно утверждать, что в процессе промерзания почв для отдельных участков поверхности удаётся идентифицировать влияние интерференционных процессов на значение радиояркостной температуры. Это позволяет производить оценку толщины промёрзшего слоя с большей точностью.
Финансирование. Работа выполнена по государственному заданию Омского научного центра СО РАН (номер госрегистрации проекта 122011200349-3).