На сайте "Strf.ru" опубликована статья М.Петрова "Российские учёные удалённо измерили температуру тундры". В ней рассказывается о применении ДДЗ для определения температуры почвенного покрова. Полностью с материалом можно ознакомиться по ссылке.

Красноярские учёные разработали новый метод дистанционного определения температуры арктической тундры. Их расчёты основаны на зависимости мощности электромагнитной волны, которая посылается радаром, рассеивается почвой и вновь возвращается к своему источнику. Моделирование радарных измерений показало, что так можно с точностью до 5,7 градуса Цельсия определять среднюю температуру верхнего 5-сантиметрового почвенного слоя арктической тундры – один из ключевых параметров для многих климатических моделей. Это открывает возможность для создания космических систем непрерывного мониторинга температуры, а значит, и более точных климатических и погодных предсказаний.


Радиоволновое дистанционное зондирование промерзания и оттаивания почвенного покрова на исследовательском стационаре под Красноярском

«Электромагнитные поля описываются системой уравнений Максвелла в частных производных, – начинает нас погружать в пучины косвенных методов исследований Константин Музалевский, научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН и Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнёва. – Решая краевую задачу с этими уравнениями и граничными условиями, заданными на поверхности почвенного покрова, можно рассчитать сечение обратного рассеяния – принимаемую радаром мощность радиоволны».

Цель всего исследования – определение температуры почвы. По радарным данным учёные находили соотношение между текущими и усреднёнными летними и зимними сечениями, которое также описывается и теоретической формулой. А уже в эту формулу входит диэлектрическая проницаемость почвы, которая зависит от температуры. Круг замкнулся. Раскрутить эту цепочку в обратном направлении красноярские учёные попытались с помощью моделирования работы радара. Они использовали зависимости диэлектрической проницаемости от температуры, полученной в результате измерений реальных образцов почвы с Аляски, и, конечно, метеорологических данных для профилей температуры в верхнем, метровом, слое тундрового почвенного покрова.

В результате временные вариации средней температуры верхнего слоя арктической почвы удалось восстановить с точностью до 5,7 градуса Цельсия, когда речь идёт об усреднённом 10-дневном значении.

«Верхний горизонт почвенного покрова тундры, или деятельный слой, постоянно испытывает сезонные вариации температур. Он летом оттаивает и зимой замерзает на глубину до 0,5 метра, – поясняет Константин Музалевский. – В результате одним из ключевых параметров, входящих в климатические модели для краткосрочного и долгосрочного прогнозов погоды, становится именно температура деятельного слоя. Без неё просто невозможно описать процессы тепло- и влагопереноса между почвой и атмосферой. Сейчас измерение этой температуры в северных широтах ведётся с помощью сильно разреженной сети метеорологических станций, а входная температура для климатических моделей уже получается грубой пространственной интерполяцией этих данных, что, конечно, создаёт существенные ошибки. Спутниковое же дистанционное измерение температуры почвы с высоким пространственным разрешением позволит решить данную проблему в полном объёме».

Проверить свои модельные вычисления (в первом приближении арктическая тундра рассматривалась без снежного и растительного покрова) российские учёные смогут в самом ближайшем будущем. В 2014 году планируется запуск космического аппарата SMAP с локатором, работающим на частоте 1,26 ГГц, которая используется авторами в модели радара.