| Статья |
|---|
| Название статьи |
Влияние аморфизации льда на его микроволновые характеристики |
| Авторы |
Бордонский Г.С. , Гурулев А.А. , Орлов А.О. , Цыренжапов С.В. , |
| Библиографическое описание статьи |
|
| Категория |
Науки о Земле |
| УДК |
551.321 |
| DOI |
10.21209/2227-9245-2018-24-9-4-13 |
| Тип статьи |
научная |
| Аннотация |
Представлены результаты лабораторных и натурных исследований микроволновых характеристик льда, содержащего аморфную фракцию. Для определения электромагнитных параметров ледяных структур, содержащих такую фракцию, проанализированы результаты ранних исследований и выполнены специальные эксперименты. Измерена интенсивность радиотеплового излучения растущего ледяного покрова на модели на длине волны 0,88 см при температуре воздуха ниже -20 °С. Обнаружена аномалия поведения радиояркостной температуры, выразившаяся в понижении ее среднего значения для начальной стадии формирования льда. Ранее аномалии радиояркости, выразившиеся в пульсациях среднего значения величины за время порядка десятков минут, наблюдали при самолетном эксперименте на длине волны 2,3 см при измерениях ледяного покрова группы озер. Особенности поведения диэлектрической проницаемости свежеобразованного пресного льда в зависимости от времени его существования и температурных воздействий исследовали с использованием резонатора и волновода на частотах 6,5; 34 и 90 ГГц.Результаты исследования показали, что свежеобразованный лед содержит заметное количество аморфного льда, который трансформируется в кристаллический при выдержке образцов. Этот вывод подтвержден другими исследователями в недавних рентгеноструктурных исследованиях льда, образованного при замораживании воды в металлических кюветах. Появление аморфного льда связывается с его ползучестью (медленной пластической деформацией при релаксации внутренних механических напряжений), а также с быстрой пластической деформацией среды при механических напряжениях, превышающих предел ее текучести. В последнем случае лед приобретает свойства среды с пространственной дисперсией, и в нем возможно проявление нелинейных электромагнитных эффектов при взаимодействии электромагнитной волны с волнами пластической деформации. Процессом аморфизации льда можно объяснить ранее наблюдаемые особенности при радиозондировании ледяных покровов
|
| Ключевые слова |
Ключевые слова: микроволновый диапазон; аморфный лед; электромагнитные свойства; пластическая деформация; аморфизация; аномалии; эксперименты; измерения; характеристики; анализ |
| Информация о статье |
Бордонский Г. С., Гурулев А. А., Орлов А. О., Цыренжапов С. В. Влияние аморфизации льда на его микроволновые характеристики // Вестн. Забайкал. гос. ун-та. 2018. Т. 24. № 9. С. |
| Список литературы |
Список литературы
1. Агранович В. М., Гинзбург В. Л. Кристаллооптика с учетом пространственной дисперсии и теория экситонов. М.: Наука, 1979. 432 с.
2. Богородский В. В., Гаврило В. П., Недошивин О. А. Разрушение льда. Методы, технические средства. Л.: Гидрометеоиздат. 1983. 232 c.
3. Бордонский Г. С. Причины образования некогерентных добавочных волн в микроволновом диапазоне в пресном льду при пластической деформации // Журнал технической физики. 2016. Т. 86, № 8. С. 131–136.
4. Бордонский Г. С., Гурулев А. А., Крылов С. Д. Электромагнитные потери пресного льда в микроволновом диапазоне при 0 °С // Радиотехника и электроника. 2014. Т. 59, № 6. С. 587–592.
5. Глушнев В. Г., Слуцкер Б. Д., Финкельштейн М. И. Об измерении затухания радиоволн восьмимиллиметрового диапазона в морском и пресноводном льдах и снеге // Изв. вузов СССР. Сер. Радиофизика. 1976. Т. 19. № 9. C. 1305−307.
6. Железняк И. И. Глыбовый массив горных пород: исследование и моделирование криогенного теплопереноса // Вестник Забайкал. гос. ун-та. 2015. № 11. С. 23–29.
7. Зуев Л. Б., Данилов В. И., Баранникова С. А. Физика макролокализации пластического течения. Новосибирск: Наука, 2008. 322 с.
8. Зуев Л. Б., Зариковская Н. В., Федосова М. А. Макролокализация пластического течения в алюминии и соотношение Холла-Петча // Журнал технической физики. 2010. Т. 80, № 9. С. 68–74.
9. Клепиков И. Н., Шарков Е. А. Теоретические исследования собственного излучения резконеоднородных неизотермических сред // Исследование Земли из космоса. 1992. № 6. С. 3–15.
10. Силонов В. М., Чубаров В. В. Аморфизация льда вблизи точки плавления // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2014. № 5. С. 108–112.
11. Скрипов В. П., Скрипов А. В. Спинодальный распад (фазовый переход с участием неустойчивых состояний) // Успехи физических наук. 1979. Т. 128, № 2. С. 193–231.
12. Amann-Winkel K., Böhmer R., Fujara F., Gainaru C., Geil B., Loerting T. Colloquium: Water’s controversial glass transitions // Reviews of Modern Physics. 2016. Vol. 88. No. 1.
13. Chaplin M. Amorphous ice and glassy water [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.lsbu.ac.uk/water/chaplin.html (дата обращения: 17.07.2018).
14. Drews R., Eisen O., Weikusat I., Kipfstuhl S., Lambrecht A., Steinhage D., Wilhelms F., MillerH. Layer disturbances and the radio-echo free zone in ice sheets // The Cryosphere. 2009. No. 3. P. 195–203.
15. Hobbs P. V. Ice physics. Oxford: Clarendon Press, 1974. 837 p.
16. Loerting T., Giovambattista N. Amorphous ices: experiments and numerical simulations // J. Phys.: Condens. Matter. 2006. Vol. 18. P. 919–977.
17. Mätzler C., Wegmuller U. Dielectric properties of fresh-water ice at microwave frequencies // J. Phys. D.: Appl. Phis. 1987. Vol. 20. P. 1623–1630.
18. Petrenko V. Physics of Ice. Oxford: Oxford Univ. Press, 1999. 347 p.
19. Stogrin A. Study of the microwave brightness temperature of snow from the point of view of strong fluctuation theory // IEEE Trans. Geosciences Remote Sensing. 1986. Vol. 24. No. 2. Р. 220–231.
20. Tse J. S., Klein M. L. Pressure induced amorphization of ice Ih // J. Chem. Phys. 1990. Vol. 92. No. 6. P. 3992–3994.
|
| Полный текст статьи | Влияние аморфизации льда на его микроволновые характеристики |
