Статья
Название статьи Радиотепловое излучение ледяного покрова озера Арахлей как геоиндикатор изменения водного объекта
Авторы Венславский В.Б. канд. физ.-мат. наук, доцент,, venslav-vb@mail.ru
Орлов А.О. канд. физ.-мат. наук, Orlov_A_O@mail.ru
Харин Ю.В. инженер,
Библиографическое описание статьи
Категория Науки о Земле
УДК 551.326.85
DOI 10.21209/2227-9245-2020-26-7-6-16
Тип статьи Научная
Аннотация Объектом исследования являлась экосистема пресноводного озера, предметом – радиотепловое излучение ледяного покрова как геоиндикатор изменения экологического состояния озера Арахлей. На основе системного оценивался вклад сезонной изменчивости свойств ледяного покрова на интенсивность радиотеплового излучения как геоиндикатора экологической системы. Влияние деформации ледяного покрова в период трещинообразования на интенсивность радиотеплового излучения недостаточно изучено, что определило актуальность экспериментального исследования для применения в задачах по оценке антропогенных факторов воздействия. Целью исследования являлось измерение сезонной изменчивости интенсивности радиотеплового излучения как фонового геоиндикатора температурного режима и деформации ледяного покрова в период трещинообразования в условиях отсутствия прямых антропогенных факторов. В январе-марте 2020 г. дистанционными радиофизическими методами исследована интенсивность радиотеплового излучения микроволнового диапазона для тестовой площадки ледяного покрова озера Арахлей при синхронных контактных измерениях деформации и температуры в нише на глубине 40 см от поверхности. По полученным данным зафиксирована реакция сигнала датчика деформации на суточные вариации температуры с отставанием по времени на 1…3 ч. По результатам исследования коэффициент корреляции данных канала деформации льда и интенсивности радиотеплового излучения в диапазоне 8…14 мм превышал ±0,7 (при окне 1000 с) с данными датчика температуры на большинстве участков ±0,9. Это доказывает взаимосвязь температуры и деформации ледяной поверхности с интенсивностью радиотеплового излучения как сезонным геоидикатором при определении экологического состояния озера. Приращения радиояркостной температуры в период усиления образования трещин в канале диапазона 14 мм при значимой корреляции с данными деформации составили приблизительно 3…6 К, что также может служить геоиндикатором сезонных изменений свойств ледяного покрова. Результаты исследования получены в условиях отсутствия прямых антропогенных факторов и являются фоновыми геоиндикаторами сезонного состояния ледяного покрова в период температурных и динамических нагрузок при деформации и трещинообразовании и в будущем будут использованы на практике для коррекции при оценке воздействия антропогенных факторов
Ключевые слова ледяной покров; геоиндикатор; дистанционное зондирование; радиотепловое излучение; трещинообразование; деформация льда; датчик деформации; корреляция данных; антропогенные факторы
Информация о статье Венславский В. Б., Орлов А. О., Харин Ю. В. Радиотепловое излучение ледяного покрова озера Арахлей как геоиндикатор изменения водного объекта // Вестник Забайкальского государственного университета. 2020. Т. 26, № 7. С. 6–16. DOI: 10.21209/2227-9245-2020-26-7-6-16.
Список литературы 1. Алексеев П. В., Викторов А. С., Волков А. М., Гончаров А. К., Гордон З. И., Данекин А. И., Кочеров С. А., Некрасов В. В., Пахомов Л. А., Прохоров Ю. П., Феоктистов А. А., Хапин Ю. Б. Микроволновый сканирующий радиометр интегрального влажностного зондирования атмосферы (МИВЗА) // Исследование Земли из космоса. 2003. № 5. С. 68–77. 2. Бордонский Г. С. Причины возникновения становых трещин в ледяных покровах озер // География и природные ресурсы. 2007. № 2. С. 69–76. 3. Бордонский Г. С., Гурулев А. А., Орлов А. О., Цыренжапов С. В. Различие картин радарных и радиометрических измерений (на примере ледяного покрова эвтрофированного озера) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11, № 2. C. 228–240. 4. Бордонский Г. С., Рябова Л. Д. Радиочастотный дифференциальный измеритель деформации // Ученые записки Забайкальского государственного университета. 2015. № 3. С. 26–29. 5. Венславский В. Б., Гершензон В. Е., Громов В. К., Семенов С. С., Энтин З. Е., Эткин В. С. Вариации интенсивности собственного и рассеянного СВЧ излучения при настильных углах зондирования океана в поле поверхностных проявлений внутренних волн // Исследования Земли из космоса. 1987. № 5. С. 30–34. 6. Караев В. Ю., Панфилов М. А., Мешков Е. М., Баландина Г. Н., Андреева З. В., Максимов А. А. Использование данных двухчастотного дождевого радиолокатора для мониторинга формирования и разрушения ледяного покрова на озере Байкал в осенне-зимний период 2015–2016 г. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15, № 1. C. 206–220. 7. Раев М. Д., Шарков Е. А. Исследования окружающей среды радиофизическими методами. История создания и становления направления «Радиофизические спутниковые исследования Земли» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12, № 5. С. 33–52. 8. Ружич В. В., Псахье С. Г., Черных Е. Н., Борняков С. А., Гранин Н. Г. Деформации и сейсмические явления в ледяном покрове озера Байкал // Геология и геофизика. 2009. Т. 50, № 3. С. 289–299. 9. Смахтин В. К. Ледовый режим озер Забайкалья в условиях современного потепления // Лед и снег. 2018. Т. 58, № 2. С. 225–230. 10. Тихонов В. В., Хвостов И. В., Романов А. Н., Шарков Е. А. Анализ изменений ледяного покрова пресноводных водоемов по данным SMOS // Исследование Земли из космоса. 2017. № 6. С. 46–53. 11. Хвостов И. В., Романов А. Н., Тихонов В. В., Шарков Е. А. Некоторые особенности микроволнового радиотеплового излучения пресноводных водоемов с ледяным покровом // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14, № 4. C. 149–154. 12. Цыренжапов С. В., Гурулев А. А. Тепловые деформации и радиояркостная температура ледяного покрова пресноводных водоемов // Лед и Снег. 2020. № 60. С. 445–452. 13. 34970A. Система сбора данных / коммутации (Agilent Technologies). URL: https://www.astena.ru/34970a.html (дата обращения: 18.03.2020). Текст: электронный. 14. Domine F., Taillandier A.-S., Simpson W. R. A parameterization of the specific surface area of seasonal snow for field use and for models of snowpack evolution // Journal of geophysical research. 2007. Vol. 112, No. F2. P. F02031. 15. Sharkov E. A. Passive microwave remote sensing of the Earth: physical foundations. Springer: PRAXIS, 2003. 612 p. 16. Staroszczyk R. Floating ice plate failure due to its thermal expansion at the surface // Ocean Engineering. 2018. Vol. 158. P. 331–337.
Полный текст статьиРадиотепловое излучение ледяного покрова озера Арахлей как геоиндикатор изменения водного объекта