Радиометрические исследования наледей в микроволновом диапазоне (на примере р. Смоленка Забайкальского края)

Аннотация

Наледные образования — одно из распространенных природных явлений. Они могут оказывать негативное влияние на технические сооружения и инфраструктуру регионов. Дистанционное зондирование (далее — ДЗ) — один из методов мониторинга наледей в широком диапазоне частот. В работе представлены результаты дистанционного исследования наледи, представляющей слоистую структуру в виде: лед–вода–лед. По интенсивности теплового излучения в микроволновом диапазоне показана возможность мониторинга данных образований. Выяснено, что оптимальная длина волны для оперативного радиометрического мониторинга наледи — дециметровый диапазон. Это связано с относительно высокой минерализацией и увлажненностью этого криогенного явления. Обычно при становлении ледяного покрова на пресных водоемах в него захватывается малое количество солей, и в течение года происходит его опреснение. К концу года минерализация водоема может составлять всего около 0.0009 г/дм3. Для наледи концентрация солей, как правило, имеет более высокое значение от сотен миллиграмм на килограмм до нескольких тысяч миллиграмм, что связано с ее формированием (попаданием на лед или грунт минерализованной воды, которая кристаллизуется под воздействием отрицательных температур приземного воздуха и наледи). По мощности теплового излучения в микроволновом диапазоне можно определять внутренние характеристики таких образований (минерализация, наличие воды подо льдом и т.п.). В работе приведены натурные измерения пространственного распределения радиояркостной температуры (характеризует мощность собственного теплового излучения) наледи. Показано, что сантиметровый и миллиметровый диапазоны — взаимодополняющие для мониторинга данных объектов. Для ускорения построения карт распределения радиояркостной температуры наледных образований актуально применялись беспилотные летательные аппараты (далее — БПЛА) с установленным на них радиометрическим комплексом со сканирующей системой. Показана возможность определения наледи по пространственному распределению индекса загрязненности снега, который определяется при многоспектральной съемке на длинах волн 1.57–1.65, 0.85–0.88 и 0.53–0.59 мкм из космоса.