.png)
.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Диэлектрические свойства почв и грунтов и оценка их гидротермического состояния под снежным покровом по данным радиозондирования
https://doi.org/10.31857/S2076673422020126
Аннотация
Выполнен обзор диэлектрических свойств сухих и влажных почв и грунтов и их зависимости от минерального и органического состава, температуры и содержания воды. Показана возможность оценки гидротермического состояния этих сред под снежным покровом по данным измерений коэффициента отражения от его подошвы и полезность обобщения сведений о характерных отражающих свойствах разных почв и грунтов в районах с сезонным снежным покровом и распространением многолетней мерзлоты.
Об авторах
Ю. Я. МачеретРоссия
Москва
А. В. Сосновский
Россия
Москва
А. Ф. Глазовский
Россия
Москва
Список литературы
1. Шмакин А.Б., Осокин Н.И., Сосновский А.В., Зазовская Э.П., Борзенкова А.В. Влияние снежного покрова на промерзание и протаивание грунта на Западном Шпицбергене // Лёд и Снег 2013 124 (4) С 52–58
2. Gao L., Ebtehaj A., Cohen J., Wigneron J.P. Variability and changes of unfrozen soils below snowpack // Geophys Research Letters 2022 V 49 e2021GL095354 https://doi.org/10.1029/2021GL095354
3. Lievens H., Brangers I., Marshall H.P., Jonas T., Olefs M., De Lannoy G Sentinel-1 snow depth retrieval at sub-kilometer resolution over the European Alps // The Cryosphere 2022 V 16 P 159–177 https://doi.org/10.5194/tc-16-159-2022
4. Patil A., Singh G., Rüdiger C. Retrieval of snow depth and snow water equivalent using dual polarization SAR data // Remote Sens 2020 V 12 № 7 P 1183 https://doi.org/10.3390/rs12071183
5. Haider S S., Said S., Kothyari U.C., Arora M.K. Soil moisture estimation using ERS 2 SAR data: a case study in the Solani River catchment // Hydrological Sciences 2004 V 49 № 2 P 223–334 https://doi.org/10.1623/hysj.49.2.323.34832
6. Shi X.K, Wen J., Wang L., Zhang. T.T., Tian H., Wang X., Liu R., Zhang J.H. Application of satellite microwave remote sensed brightness temperature in the regional soil moisture simulation // Hydrol Earth Syst Sci Discuss 2009 V 6 P 1233–1260 https://doi.org/10.5194/hessd-6-1233-2009
7. Sutariya S., Hirapara A., Meherbanali M., Tiwari M., Singh I.V., Kalubarme M. Soil moisture estimation using Sentinel–1 SAR data and land surface temperature in Panchmahal district, Gujarat State // Intern Journ of Environment and Geoinformatics 2021 V 8 № 1 P 65–77 https://doi.org/10.30897/ijegeo.777434
8. Bradford J.H., Harper J.T., Brown. J. Complex dielectric permittivity measurements from ground-penetrating radar data to estimate snow liquid water content in the pendular regime // Water Resources Research 2009 V 45 W08403 https://doi.org/10.1029/2008WR007341
9. Godio A. Georadar measurements for the snow cover density // American Journ of Applied Sciences. 2009 V 6 № 3 P 414–423 https://doi.org/10.3844/ajassp.2009.414.423
10. Singh G., Lavrentiev I.I., Glazovsky A.F., Patil A., Shradha M., Khromova T.E., Nosenko G.A, Sosnovskiy A.V. Retrieval of spatial and temporal variability in snowpack depth over glaciers in Svalbard using GPR and spaceborne POLSAR Measurements // Water 2018 V 12 № 1 P 21 https://doi.org/10.3390/w12010021
11. Лаврентьев И.И., Кутузов С.С., Глазовский А.Ф., Мачерет Ю.Я., Осокин Н.И., Сосновский А.В., Чернов Р.А., Черняков Г.А. Толщина снежного покрова на леднике Восточный Грёнфьорд (Шпицберген) по данным радарных измерений и стандартных снегомерных съёмок // Лёд и Снег 2018 Т 58 № 1 C 5–20 https://doi.org/10.15356/2076-67342018-1-5-20
12. Forte E., Dossi M., Colucci R., Pipan M. A new fast methodology to estimate the density of frozen materials by means of common offset GPR data // Journ of Applied Geophysics 2013 V 99 P 135–145 https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2013.08.013
13. Шостак А.С., Загоскин В.В., Лукьянов С.П., Карауш А.С. О возможности определения диэлектрической проницаемости подстилающих сред по измеренным коэффициентам отражения при наклонном зондировании плоскими волнами горизонтальной и вертикальной поляризации в СВЧ диапазоне // Журнал радиоэлектроники 1999 № 11 С 4 http://jre.cplire.ru/jre/nov99/4/text.html
14. Машков В.Г. Метод дистанционной идентификации состояния снежно-ледяного покрова по отношениям коэффициентов отражения Френеля // Изв вузов России Радиоэлектроника 2020 Т 23 № 5 С 46–56 https://doi.org/10.32603/1993-89852020-23-5-46-56
15. Машков В.Г., Малышев В.А., Федюнин П.А. Метод оценки состояния снежно-ледяного покрова по углу Брюстера // Изв вузов России Радиоэлектроника 2021 Т 24 № 1 С 34–47 https://doi.org/10.32603/1993-8985-2021-24-1-34-47
16. Мачерет Ю.Я. Радиозондирование ледников М : Научный мир, 2006 392 с
17. Глазовский А.Ф., Мачерет Ю.Я. Вода в ледниках Методы и результаты геофизических и дистанционных исследований М : ГЕОС, 2014 528 с
18. Bamber J.L. Ice/bed interface and englacial properties of Svalbard ice masses deduced from airborne radio-echo sounding // Journ of Glaciology 1989 V 35 № 119 P 30–37 https://doi.org/10.3189/002214389793701392
19. Tulaczyk S.M., Foley N.T. The role of electrical conductivity in radar wave reflection from glacier beds // The Cryosphere 2020 V 14 Р 4495–4506 https://doi.org/10.5194/tc-14-4495-2020.
20. Финкельштейн М.И., Кутев В.А., Золотарев В.П. Применение радиолокационного подповерхностного зондирования в инженерной геологии М : Недра, 1986 128 с
21. Котляков В.М., Мачерет Ю.Я., Сосновский А.В., Глазовский А.Ф. Скорость распространения радиоволн в сухом и влажном снежном покрове // Лёд и Снег 2017 Т 57 № 1 C 45–56 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2017-1-45-56
22. Webb R.W., Marziliano A., McGrath D., Bonnell R., Meehan T.G., Vuyovich C., Marshall H.P. In situ determination of dry and wet snow permittivity: improving equations for low frequency radar applications // Remote Sens 2021 V 13 № 22 P 4617 https://doi.org/10.3390/rs13224617
23. Мачерет Ю.Я., Глазовский А.Ф., Василенко Е.В, Лаврентьев И.И., Мацковский В.В. Сравнение гидротермической структуры двух ледников Шпицбергена и Тянь-Шаня по данным радиозондирования // Лёд и Снег 2021 Т 61 № 2 C 165–178 https://doi.org/10.31857/S2076673421020079
24. Mironov V., Kerr Yann, Wigneron J.P., Kosolapova L., Demontoux F. Temperatureand texture-dependent dielectric model for moist soils at 1 4 GHz // IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters 2013 V 10 № 3 P 419–423 https://doi.org/10.1109/LGRS.2012.2207878
25. Wang J.R., Schmugge T.J. An empirical model for the complex Dielectric permittivity of soils as a function of water content // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 1980 V GE–18 № 4 P 288– 295 https://doi.org/10.1109/TGRS.1980.350304
26. Мандрыгина В.Н. Диэлектрическая проницаемость почв с различным содержанием гумуса и влияние на нее гидрофобных и гидрофильных загрязнителей Автореф дис на соиск уч степ канд физ .мат наук М : Московский пед гос ун-т, 2004 16 с
27. Лукин Ю.И. Диэлектрическая спектроскопия воды в минеральных почвогрунтах при положительных и отрицательных температурах Дис на соиск уч степ канд физ .-мат наук Красноярск: Федеральный исслед центр «Красноярский научный центр» Сибирского отделения РАН, 2020 200 с
28. Беляева Т.А., Бобров А.П., Бобров П.П., Галеев О.В., Мандрыгина В.Н. Определение параметров моделей диэлектрической проницаемости почв с различной плотностью и различным содержанием гумуса по данным экспериментальных измерений в частотном диапазоне 0,1–20 ГГЦ // Исследование Земли из космоса 2003 № 5 С 28–34
29. Каравайский А. Ю. Диэлектрические модели минеральных почв, учитывающие фазовые переходы почвенной воды Дис на соиск уч степ канд. физ .-мат наук Красноярск: Красноярский науч центр СО РАН, 2020 150 с
30. Topp G.C., Davis J.L., Annan A.P. electromagnetic determination of soil water content: measurements in coaxial transmission lines // Water Resources Res 1980 V 16 № 3 Р 574–582 https://doi.org/10.1029/WR016i003p00574
31. Roth C. H., Malicki M. A., Plagger R. Empirical evaluation of the relationship between soil dielectric constant and volumetric water content as the basis for calibrating soil moisture measurements by TDR // Journ of Soil Science 1992 № 43 P 1–13 https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.1992.tb00115.x
32. Dobson M.C., Ulaby F.T., Hallikainen M.T., Elrayes M.A. Microwave dielectric behavior of wet soil Part II: dielectric mixing models // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 1985 V GE-23 № 1 P 35–46 https://doi.org/10.1109/TGRS.1985.289498
33. Zhang L., Shi Z., Zhang Z., Zhao K. The estimation of dielectric constant of frozen soil-water mixture at microwave bands // IGARSS 2003 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium Proceedings (IEEE Cat No 03CH37477) 2003 V 4 P 2903–2905 https://doi.org/10.1109/IGARSS.2003.1294626
34. Xu X., Oliphant J.L., Tice A.R. Soil-water potential and unfrozen water content and temperature // Journ of Glaciology and Geocryology 1985 V 7 № 1 P 1–14
35. Ersahin S. S., Gunal H., Kutlu T., Yetgin B., Coban S Estimating specific surface area and cation exchange capacity in soils using fractal dimension of particle-size distribution // Geoderma 2006 V 136 № 3–4 P 588–597 https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2006.04.014
36. Zhang L., Zhao T., Jiang L., Zhao S. Estimate of phase transition water content in freeze–thaw process using microwave radiometer // IEEE Geosci Remote 2010 48 P 4248–4255 https://doi.org/10.1109/TGRS.2010.2051158
37. Фролов А.Д. Электрические и упругие свойства мёрзлых пород и льдов Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1998 515 с
38. Daniels D.J. (ed ) Ground Penetrating Radar 2nd Edition The Institution of Electrical Engineers 2004 723 p
39. Darracott B.W., Lake M.I. An initial appraisal of ground probing radar for site investigation in Britain // Ground Engineering 1981 V 14 P 14–18
40. Лещанский Ю.И., Лебедева Г.Н., Шумилин В.Д. Электрические параметры песчаного и глинистого грунтов в диапазоне сантиметровых, дециметровых и метровых волн // Изв вузов Серия Радиофизика 1971 Т 14 № 4 С 563–569
41. Mavrovic A., Lara R.P., Berg А., Demontoux F, Royer A., Roy A. Soil dielectric characterization during freeze–thaw transitions using L-band coaxial and soil moisture probes // Hydrol Earth Syst Sci 2021 V 25 P 1117–1131 https://doi.org/10.5194/hess-251117-2021
42. Savin I., Mironov V., Muzalevskiy K., Fomin S., Karavayskiy A. Dielectric database of organic Arctic soils (DDOAS) // Earth System Science Data 2020 № 12 P 3481–3487 https://doi.org/10.5194/essd-12-34812020
43. Кульницкий Л.М., Гофман П.А., Токарев М.Ю. Математическая обработка данных георадиолокации и система RADEXPRO // Разведка и охрана недр 2001 № 3 С 6–11
44. Berthelot C., Scullion T., Gerbrandt Ron P., Safronetz L. Ground-penetrating radar for cold in-place recycled road systems // Journ of Transportation Engineering American Society for Civil Engineers 2001 V 127 № 4 P 269–274 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-947X(2001)127:4(269)
Дополнительные файлы
Для цитирования: Мачерет Ю.Я., Сосновский А.В., Глазовский А.Ф. Диэлектрические свойства почв и грунтов и оценка их гидротермического состояния под снежным покровом по данным радиозондирования. Лёд и Снег. 2022;62(2):203-216. https://doi.org/10.31857/S2076673422020126
For citation: Macheret Y.Y., Sosnovsky A.V., Glazovsky A.F. Dielectric properties of soils and assessment of their hydrothermal state under snow cover based on radio-echo sounding data. Ice and Snow. 2022;62(2):203-216. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S2076673422020126
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.
ISSN 2076-6734 (Print)
ISSN 2412-3765 (Online)