Исследование возможности измерения динамики увлажнения почвы по поляризационным измерениям портативным СВЧ радиометром в диапазоне 5,4 ГГц

Известно, что СВЧ радиометрические методы являются перспективными для дистанционных измерений влажности почвы. Целью данной работы было исследование возможности определения влажности почвы по поляризационным измерениям в диапазоне 5,4 ГГц. При этом одной из основных задач было изучение динамики увлажнения почвы на длительных интервалах порядка недели и на коротких интервалах времени порядка минуты. Для исследований использовался портативный СВЧ радиометр, позволяющий проводить измерения на 2 ортогональных поляризациях.
Измерения проводились круглосуточно на участке газона в течение 2 месяцев. За время измерений наблюдалось как естественное высыхание почвы, так и ее увлажнение искусственным поливом или дождями. Кроме радиояркостных температур излучения почвы измерялась ее температура как на поверхности, так и на нескольких глубинах, а также проводимость почвы при помощи резистивного зонда.
В связи со сложностью получения независимых контактных измерений влажности почвы анализировались только изменения характеристик излучения. Наблюдаемые естественные суточные вариации коэффициента излучения сопоставимы с их изменениями при естественном высыхании почвы примерно за неделю. Измерения показали, что на малых интервалах времени большой вклад в излучение дает растительность на почве в основном за счет накопления воды в ней при утренней росе и после дождя.
Сравнение измеренных радиояркостных температур с температурой почвы на разных глубинах показало, что основной вклад в излучение дает только самый верхний слой. Наблюдается корреляция между коэффициентом излучения и показаниями резистивного датчика влажности, но скорость изменения их показаний различна. Разность поляризаций излучения дает дополнительную информацию о влажности почвы покрытой растительностью.
Работа выполнена в рамках Государственного задания № 075-01110-23-01.