Временной ход радиояркостной температуры подстилающей поверхности, относящейся к Западной Сибири и Казахстану, в процессе промерзания

Технологии микроволновой радиометрии находят широкое применение при решении прикладных задач мониторинга состояния подстилающей поверхности. Так, данные, полученные спутниковыми радиометрами L-диапазона, широко используются при построении тематических карт влажных почв. Кроме того, радиометрические данные, полученные на частотах дециметровых и сантиметровых волн используются для идентификации начала процесса промерзания почв. Автором проведён анализ временного хода радиояркостной температуры за 2015-2023 гг., измеренной космическим аппаратом SMAP на частоте 1,4 ГГц, для территории Казахстана и Западной Сибири и представленной в виде данных с пространственным разрешением 9 км (SMAP Level 3). Обнаружено, что в целом изменение излучательных характеристик подстилающей поверхности в процессе промерзания соответствует теоретическому описанию: при замерзании диэлектрическая проницаемость грунта уменьшается, а коэффициент излучения (и радиояркостная температура с ней связанная) увеличивается. При этом наблюдаются некоторые вариации временного хода радиояркостной температуры, определяемые широтой места. Это объясняется изменением типа и удельной массы растительности на поверхности почвы. Однако в пределах отдельных участков поверхности наблюдается аномальный, для данной широты места, вид временного хода радиояркостной температуры. Для типичного временного хода радиояркостной температуры подстилающей поверхности при отрицательных температурах характерен монотонный асимптотический рост к значениям, соответствующим полностью промёрзшей почве. Для «аномального» хода наблюдаются осцилляции значений радиояркостной температуры в процессе промерзания почвы. Аналогичные зависимости наблюдались в процессе наземных радиометрических измерений при условии промерзания почвы с высоким значением объёмной влажности полностью свободной от растительности [1]. Появление осцилляций объяснялось при этом просветляющим действием замёрзшего слоя почвы, имеющего меньшее значение диэлектрической проницаемости по сравнению с незамёрзшим. Было обнаружено, что координаты участков поверхности с «аномальным» ходом радиояркостной температуры мало изменялись от года к году. Это позволяет предположить, что появление этого эффекта связано с особенностями гидрофизических характеристик подстилающей поверхности. Можно ожидать, что в перспективе, при наличии данных прямых наземных измерений, удастся разработать метод дистанционной оценки толщины промёрзшего слоя почвы основанный на анализе «аномального» хода радиояркостной температуры. Работа выполнена по государственному заданию Омского научного центра СО РАН (номер госрегистрации проекта 122011200349-3).