ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ТАЛЫХ И МЕРЗЛЫХ ПОЧВ И НАДПОЧВЕННЫХ ПОКРОВОВ В МГЦ И ГГЦ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ И ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАДИОТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, ОТРАЖЕНИЯ И РАССЕЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН ОТ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ С УЧЕТОМ СОСТАВА И ТЕМПЕРАТУРНО-ВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА ПОДПОВЕРХНОСТНОЙ СЛОИСТОЙ СТРУКТУРЫ СНЕГ-РАСТИТЕЛЬНОСТЬ-ПОЧВА С ЦЕЛЬЮ РАЗРАБОТКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ДЛЯ АРКТИЧЕСКОЙ ТУНДРЫ

• Объект исследования: комплексная диэлектрическая проницаемость (КДП) почв, фазовые переходы почвенной влаги, радиотепловое излучение и радарное рассеяние тундровых почв, рефлектометрия на основе сигналов ГЛОНАСС и GPS (ГНСС). • Цель проекта состоит в создании физически обоснованных диэлектрических моделей талых и мерзлых почв в сверхширокой полосе частот, моделей радиотеплового излучения и радарного рассеяния тундровых почв, алгоритмов обработки спутниковых данных для определения влажности и температуры почв. • Методы исследования: Методы диэлектрической спектроскопии и калориметрии использовались для исследования диэлектрических свойств и фазовых переходов почвенной воды; отражательные и рассеивающие свойства тундровых почв исследовались на основе спутниковых данных ALOS/PALSAR, Sentinel-1, GCOM-W1/AMSR-2, SMAP. • Результаты и их новизна. Впервые в сверхширокой полосе частот 50 МГц-16 ГГц созданы обобщенные одночастотные и многочастотные физические модели КДП минеральных и органических тундровых почв, входными параметрами которых выступают: содержание глинистой фракции и органического вещества, плотность сухого сложения, влажность, температура почвы, частота электромагнитного поля. Созданные модели КДП могут быть рекомендованы к практическому использованию в алгоритмах дистанционного зондирования влажности и температуры почвенного покрова с использованием данных радиометрического и радарного зондирования. Впервые измерена величина скрытой теплоты плавления почвенного льда при фазовом переходе в рыхлосвязанную почвенную воду; предложен диэлектрический метод оценки скрытой теплоты плавления льда в ходе фазовых переходов почвенной воды. В С- и L-диапазонах частот установлена температурная зависимость сечения обратного радарного рассеяния и излучательной способности тундровых почв, которая может быть описана температурными изменениями КДП почвы, вследствие фазовых переходов почвенной влаги. На основе радиометрических данных спутников SMAP, GCOM-W1/AMSR-2 предложены новые методики измерения температуры и идентификации талого/мёрзлого состояния поверхности тундрового почвенного покрова. Экспериментально установлено, что глубинность измерения влажности агропочв на основе сигналов ГНСС не превышает 2,5 см при среднеквадратической ошибке менее 0,04 см3/см3.