Библиотека института физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Главная

Базы данных

Труды сотрудников ИФ СО РАН - результаты поиска

Вид поиска

Каталог книг и брошюр библиотеки ИФ СО РАН

Каталог журналов библиотеки ИФ СО РАН

Труды сотрудников ИФ СО РАН

Область поиска

в найденном

Формат представления найденных документов:
полный	информационный	краткий

Отсортировать найденные документы по:
автору	заглавию	году издания	типу документа

Поисковый запрос: (<.>K=температура почвы<.>)

Общее количество найденных документов : 13
Показаны документы с 1 по 13

Миронов, Валерий Леонидович.
Космический радиолокационный мониторинг процессов замерзания и оттаивания почвы арктической тундры / В. Л. Миронов, К. В. Музалевский // Изв. вузов. Физика. - 2012. - Т. 55, № 8. - С. 40-43 . - ISSN 0021-3411
Кл.слова (ненормированные):
ТЕМПЕРАТУРА ПОЧВЫ -- ДЕЯТЕЛЬНЫЙ СЛОЙ ПОЧВЫ -- ПОЧВА АРКТИЧЕСКОЙ ТУНДРЫ -- ЗАМЕРЗАНИЕ ПОЧВЫ -- ОТТАИВАНИЕ ПОЧВЫ -- МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ ПОЧВ -- РАДИОЛОКАЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ -- ГЛОБАЛЬНОЕ ПОТЕПЛЕНИЕ
Аннотация: Теоретически исследуется возможность измерения средней температуры в деятельном слое почвенного покрова арктической тундры, при этом используется температурная зависимость сечения радарного рассеяния электромагнитной волны на случайных поверхностных неровностях почвы. Средняя высота неровностей считается много меньше длины волны. Диэлектрическая проницаемость талой и мерзлой тундровой почвы рассчитывается с учетом увлажнения почвы и фазового состояния почвенной влаги при различной температуре с помощью модели диэлектрической проницаемости, разработанной авторами на основе экспериментальных измерений образцов почвы, собранных на северном склоне Аляски (68°38' с.ш., 149°35' з.д.). Предложено измерять кополяризационное отношение сечений обратного радарного рассеяния (КО) на горизонтальной и вертикальной поляризациях поля излученной и принятой радаром волны. При теоретическом моделировании КО использовались профили температуры в деятельном слое почвы толщиной 1 м, измеренные в течение всех сезонов года в районе Франклин Блаффс (69 о39' с.ш., 148 о43' з.д.). Моделирование КО проводилось на частоте 1,3 ГГц, которая будет применена в радаре космических аппаратов (КА) SMAP и ALOS-2, запуск КА планируется на 2013-2014 гг. Установлено, что между средней температурой в верхнем слое почвенного покрова толщиной 0,1 м и КО наблюдается сильная корреляция. На этом основании предложено дистанционно определять среднюю температуру поверхностного слоя почвы по измеряемым с помощью радара значениям КО. Наибольшая ожидаемая погрешность измерения температуры предлагаемым способом составляет ±2,5 °С.

РИНЦ

Переводная версия Spaceborne radar monitoring of soil freezing/thawing processes in the Arctic tundra. - [Б. м. : б. и.]

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Mironov V. L.
}
Найти похожие

    Музалевский, Константин Викторович.
    Измерение температуры деятельного слоя почвы арктической тундры на основерадиометрических наблюдений в L-диапазоне / К. В. Музалевский, В. Л. Миронов, А. А. Швалева // Вестник СибГАУ. - 2013. - № 5. - С. 6-9
   Перевод заглавия: The active layer of the arctic tundra soils temperature sounding on the basis of L-band radiometric observations
Кл.слова (ненормированные):
микроволновый радиометр -- почва арктической тундры -- деятельный слой -- температура почвы -- Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) -- microwave radiometry -- Arctic tundra soil -- active layer -- soil temperature
Аннотация: Изучается возможность дистанционного измерения температуры поверхностностной части деятельного слоя замерзшей почвы на Северном склоне Аляски с использованием данных микроволнового радиометра космического аппарата SMOS на частоте 1,4 ГГц. Показано, что измеренная температура почвы с погрешностью 2,4 °С совпадает со средней температурой почвыв слое толщиной 0,27 м.
Possibility of remote sounding of temperature in the frozen active layer on the North Slope of Alaska was investigated with the use of SK SMOS microwave radiometer on a frequency of 1,4 GHz. It is shown that the soil temperature, sounded with the SMOS, with an error of 2,4 °C coincides with the average temperature of the soil in a layer of 0,27 m.

Смотреть статью,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Швалева, А. А.; Muzalevskiy K. V.
}
Найти похожие

Измерение температуры мерзлого деятельного слоя почвенного покрова арктической тундры по данным космического радара ALOS PALSAR / К. В. Музалевский [и др.] // Изв. вузов. Физика. - 2013. - Т. 56, № 10/3 : Физика взаимодействия электромагнитного излучения с веществом. Тематический вып. - С. 91-93. - Работа выполнена в рамках проекта РФФИ № 12-05-31269_мол_а, базовой программы II. 10.1: Радиофизические методы диагностики окружающей среды СО РАН. Радарные данные получены по гранту JAXA_№ 563 «Study of topography and geology of Baikal region using optical and radar ALOS data»
Кл.слова (ненормированные):
LOS PALSAR -- КОЭФФИЦИЕНТ ОБРАТНОГО РАДАРНОГО РАССЕЯНИЯ -- АРКТИЧЕСКАЯ ПОЧВА -- ТЕМПЕРАТУРА ПОЧВЫ -- КОМПЛЕКСНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ
Аннотация: Исследуются температурные зависимости коэффициента обратного радарного рассеяния на горизонтальной-горизонтальной поляризации, измеренные радаром с синтезированной апертурой PALSAR космического аппарата ALOS над территорией о. Самойловский. Показано, что коэффициент обратного радарного рассеяния заметно коррелирует с температурой мерзлой почвы, измеренной на глубине 5 см.

РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Боике, Дж.; Швалева, А. А.; Евтюшкин, А. В.; Филатов, А. В.; Лангер, М.
}
Найти похожие

    Музалевский, Константин Викторович.
    Восстановление влажности и температуры талых минеральных почв на основе многочастотных наблюдений в полевых условиях радиояркостной температуры в микроволновом диапазоне частот / К. В. Музалевский, В. Л. Миронов // Изв. вузов. Физика. - 2015. - Т. 58, № 8/2. - С. 39-41. - Библиогр.: 3. - Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки РФ № 2.914.2014/K, при поддержке «Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности» проект №8, и проекта II.12.1.1 СО РАН . - ISSN 0021-3411
   Перевод заглавия: Multifrequency radiometric field observations of moisture content and temperature in thawed mineral soil
Кл.слова (ненормированные):
микроволновая радиометрия -- минеральные почвы -- температура почвы -- влажность почвы -- microwave radiometry -- mineral soil -- soil temperature -- soil moisture
Аннотация: В данной работе с использованием поляриметрических наблюдений радиояркостной температуры на двух углах 25 и 45 и частотах 1,4ГГц и 10,7ГГц, предложен метод измерения влажности почвы в слое толщиной 0-2см и 2-5см, а также температуры поверхностного слоя почвы на глубине 3cm. Предложенный метод основан на полуэмпирической модели радиотеплового излучения и температурно-зависимой диэлектрической модели минеральных почв, которая в настоящее время используется при интерпретации данных измерений космического аппарата SMOS.
In this paper, using the polarimetric observations of brightness temperature at the frequencies of 1,4GHz and 10,7GHz and at the viewing angles of 25 and 45, there is provided a method for soil moisture retrieving on the different depth of 0-2cm and 2-5cm in topsoil, and for soil temperature at the depth of 3cm. The proposed method is based on a semi-empirical model of microwave bare soil emission and temperature-dependent dielectric model of thawed mineral soil, which is currently used in the SMOS spacecraft.

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

    Влияние неравномерного пространственного распределения органических и минеральных типов почв, а также водных объектов на погрешность измерения температуры почвы с использованием радиометрических наблюдений в l-диапазоне / К. В. Музалевский [и др.] // Изв. вузов. Физика. - 2015. - Т. 58, № 10/3. - С. 22-24. - Библиогр.: 4. - Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ, соглашение №14-607-21-0039 . - ISSN 0021-3411
   Перевод заглавия: Influence of inhomogeneous spacial distribution of organic, mineral soils, and open water in satellite footprint on error of soil temperature retrieval
Кл.слова (ненормированные):
микроволновая радиометрия -- SMOS -- арктическая тундра -- минеральные почвы -- органические почвы -- температура почвы -- влажность почвы -- microwave radiometry -- arctic tundra -- mineral soil -- organic soil -- soil temperature -- soil moisture
Аннотация: В данной работе теоретически исследована погрешность восстановления температуры, влажности и шероховатости поверхности почвы при неравномерном пространственном распределении органических, минеральных типов почвенного покрова, а также водных объектов в пределах площадки зондирования, на основе модельных данных поляриметрических наблюдений угловых зависимостей радиояркостной температуры на частоте 1,4ГГц с использованием диэлектрических моделей органической и минеральной почвы. Показано, что при вариации доли водных объектов на площадке зондирования от 0% до 20%, лишь для мерзлых почв достигается удовлетворительная погрешность измерения температуры почвы.
In this paper we have theoretically investigated influence of inhomogeneous spacial distribution of organic, mineral soils, and open water in satellite footprint on error of soil temperature retrieval. In this paper, we have theoretically investigated influence of inhomogeneous special distribution of organic, mineral soils, and open water in satellite footprint on error of soil temperature retrieval on basis of multi-angular brightness temperature observations at 1.4GHz. It is shown that at varying of open water fraction in the area range from 0% to 20%, only in case of frozen soil, the error of soil temperature retrieval is satisfactory.

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Лукин, Юрий Иванович; Lukin, Y. I.; Савин, Игорь Викторович; Savin, I. V.
}
Найти похожие

Влияние снежного покрова на погрешность восстановления температуры органо-минеральных арктических тундровых почв с использованием радиометрических наблюдений в l-диапазоне / К. В. Музалевский [и др.] // Изв. вузов. Физика. - 2015. - Т. 58, № 10/3. - С. 1-4. - Библиогр.: 4. - Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ, соглашение №14-607-21-0039 . - ISSN 0021-3411
Кл.слова (ненормированные):
Микроволновая радиометрия -- SMOS -- арктическая тундра -- минеральные почвы -- органические почвы -- температура почвы -- снежный покров -- влажность почвы
Аннотация: В данной работе теоретически показана принципиальная возможность измерения температуры почвы находящейся под слоем снежного покрова из угловых зависимостей радиояркостной температуры наблюдаемой на вертикальной и горизонтальной поляризации на частоте 1,4ГГц. Показано, что в случае, когда учитывается влияние снежного покрова погрешность восстановления температуры почвы не превышает 1,4С, в противном случае погрешность возрастает на порядок.
In this paper theoretically has been demonstrated the ability to measure soil temperature under a snow layer using angular dependences of brightness temperature observed on horizontal and vertical polarization at the frequency 1.4GHz. It is shown, that if take into account the snow cover then error of soil temperature retrieval does not exceed 1.4С, other-wise error increases by an order.

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Лукин, Юрий Иванович; Lukin, Y. I.; Савин, Игорь Викторович; Savin, I. V.
}
Найти похожие

    Миронов, Валерий Леонидович.
    Микроволновый радиометрический метод измерения температуры поверхности почвы арктической тундры / В. Л. Миронов, К. В. Музалевский, З. Ружичка // Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2017. - Т. 14, Вып. 2. - С. 67-71, DOI 10.21046/2070-7401-2017-14-2-61-71. - Библиогр.: 22 . - ISSN 2070-7401
   Перевод заглавия: Microwave radiometric method for measuring soil temperature in Arctic tundra
Кл.слова (ненормированные):
микроволновая радиометрия -- температура почвы -- арктическая зона -- Microwave radiometry -- Soil measurements -- Temperature measurement -- Arctic region
Аннотация: В данной работе представлены результаты дистанционного зондирования температуры почвенного покрова на тестовом участке п-ва Ямал с использованием угловых зависимостей радиояркостной температуры, наблюдаемых космическим аппаратом SMOS на частоте 1,4 ГГц. Расположение пикселя зондирования космического аппарата SMOS было выбрано в районе между метеостанциями Марресале и Васькины дачи на п-ве Ямал. Исследование охватывает период с 22 октября 2012 г. по 10 мая 2014 г. для мерзлого состояния почвенного покрова. Метод восстановления температуры почвы основан на решении обратной задачи путем минимизации нормы невязки между наблюдаемыми и рассчитанными значениями радиояркостной температуры. Расчет радиояркостной температуры производился с использованием полуэмпирической модели, учитывающей затухание волны в снежном покрове, диэлектрическую проницаемость почвенного покрова, на основе модели комплексной диэлектрической проницаемости почвы с высоким содержанием органического вещества. Модель комплексной диэлектрической проницаемости почвенного покрова была создана в лабораторных условиях с использованием методов диэлектрической спектроскопии с использованием почвенных образцов отобранных на тестовом участке п-ва Ямал. Среднеквадратическое отклонение и коэффициент детерминации между восстановленными и измеренными значениями температуры почвы оказались равны 4,5°С и 0,59 соответственно. Полученный результат указывает на перспективность использования поляриметрических угловых наблюдений радиояркостной температуры на частоте 1,4 ГГц для измерения температуры арктической тундровой почвы.
In this paper, the results of radiothermal remote sensing of soil temperature at a test site on the Yamal Peninsula using full-polarimetry multi-angular brightness temperature (BT) observations at the frequency of 1.4 GHz are presented. The BT data were obtained from the Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) satellite with the SMOS footprint near the Polar Weather Station Marresale and Vaskiny Dachi, the Russian Federation. The SMOS data covered the period from October 22, 2012 to May 10, 2014. The method to retrieve the soil temperature was based on solving an inverse problem by minimizing the norm of the residuals between the observed and predicted values of BT. The calculation of BT was performed using a semi-empirical model of radiothermal emission which incorporated an attenuation of microwaves in snow pack and a temperature-dependent multi-relaxation spectral dielectric model (TD MRSDM) for organic-rich tundra soil. The TD MRSDM was specifically designed on the base of laboratory measurements of complex permittivity of organic-rich soil samples collected at the test site on the Polar Weather Station Marresale. As a result, in case of frozen soil, the values of root-mean-square error (RMSE) and determination coefficient between the retrieved and measured soil temperatures were determined to be 4.5°C and 0.59, respectively. These results indicate the perspectives of using full-polarimetric multi-angular BT observations in the L-band for the purpose of measuring soil temperature in the Arctic region.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
L.V. Kirensky Institute of Physics SB RAS, Krasnoyarsk, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Ружичка, Зденек; Ruzicka, Z.; Mironov, V. L.
}
Найти похожие

    Первое применение отечественного спутника «Метеор-М» № 2 для дистанционного зондирования влажности и температуры тундровой почвы / К. В. Музалевский [и др.] // Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2017. - Т. 14, № 7. - С. 100-118, DOI 10.21046/2070-7401-2017-14-7-100-118. - Библиогр.: 26. - Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фондаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта No 16-45-242162, а также Программы II.12.1. «базовых» фундаментальных исследований СО РАН. Кроме того, хотим выразить благодарность анонимному рецензенту за замечания, которые позволили улучшить качество статьи. фунда . - ISSN 2070-7401. - ISSN 2411-0280
   Перевод заглавия: First application of Russian Meteor-M2 satellite for remote sensing of moisture and temperature of the tundra soil
Кл.слова (ненормированные):
«Метеор-М» -- микроволновая радиометрия -- модель микроволнового излучения почв -- температура почвы -- влажность почвы -- арктическая зона -- Meteor-M -- Microwave radiometry -- Model of soil microwave emission -- Soil temperature -- Soil moisture -- The Arctic zone
Аннотация: В данной работе представлены результаты дистанционного зондирования температуры и влажности талого тундрового почвенного покрова на двух тестовых участках п-ова Таймыр с использованием поляриметрических наблюдений радиояркостной температуры на частоте 10,7 ГГц радиометром МТВЗА-ГЯ спутника «Метеор-М» № 2. Расположение пикселя зондирования радиометра МТВЗА-ГЯ было выбрано в районе г. Норильска и села Хатанга на п-ове Таймыр. Исследование охватывает период с 1 января по 31 декабря 2015 г. Метод восстановления температуры и влажности почвы основан на решении обратной задачи минимизацией нормы невязки между наблюдаемыми и рассчитанными значениями радиояркостной температуры. Расчет радиояркостной температуры проведен с использованием полуэмпирической модели радиотеплового излучения, параметры которой были предварительно откалиброваны на тестовых участках в районе г. Норильска и села Хатанга, а также модели комплексной диэлектрической проницаемости почвы с высоким содержанием органического вещества. Модель комплексной диэлектрической проницаемости почвенного покрова была создана в лабораторных условиях с использованием методов диэлектрической спектроскопии почвенных образцов, отобранных на тестовом участке в районе г. Норильска. Среднеквадратическое отклонение между восстановленными и измеренными значениями температуры и влажности почвы оказались не более 6,5 °С и 0,06 см3/см3 соответственно. Полученный результат указывает на перспективность использования поляриметрических наблюдений радиояркостной температуры на частоте 10,7 ГГц радиометром МТВЗА-ГЯ отечественного спутника «Метеор-М» № 2 для измерения температуры и влажности арктической тундровой почвы.
This paper presents the results of remote sensing of temperature and moisture of thawed tundra soil on two test sites of the Taimyr Peninsula using polarimetric observations of the brightness temperature at a frequency of 10.7 GHz by the MTVZA-GY radiometer of the Meteor-M2 satellite. The footprints of the MTVZA-GY radiometer were chosen in the areas of Norilsk and Khatanga cities on the Taimyr Peninsula. The study covers the period from January 1 to December 31, 2015. The retrieving method of soil temperature and soil moisture is based on solving an inverse problem by minimizing the norm between observed and calculated values of the brightness temperature. The calculation of the brightness temperature was carried out using a semi-empirical model of microwave emission, the parameters of which were previously calibrated on the test areas of Norilsk and Khatanga cities, as well as using permittivity model of tundra soil with a high content of organic matter. The permittivity model of tundra soil was created in laboratory conditions using methods of dielectric spectroscopy and soil samples, which were taken at a test area close to Norilsk city. The root-mean-square error between the retrieved and measured values of soil temperature (soil moisture) were no more than 6.5 °C (0.06 cm3/cm3). The obtained results indicates the prospect of using polarimetric observations of the brightness temperature at a frequency of 10.7 GHz by the MTVZA-GY radiometer on Russian Meteor-M2 satellite to measure the surface temperature and moisture of the Arctic tundra soil.

Смотреть статью,
Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН- обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия
Сибирский Центр "НИЦ "Планета", Новосибирск, Россия
Научно-исследовательский институт сельского хозяйства и экологии Арктики, Норильск, Россия

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Ружичка, Зденек; Ruzicka, Z.; Savin, I. V.; Савин, Игорь Викторович; Захватов, М. Г.; Гончаров, В. В.; Сариев, А. Х.; Каравайский, Андрей Юрьевич; Karavaysky, A. Yu.
}
Найти похожие

    Музалевский, Константин Викторович.
    Измерение влажности и температуры почвы на основе интерференционного приёма линейно-поляризованных сигналов ГЛОНАСС и GPS / К. В. Музалевский, М. И. Михайлов // Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2018. - Т. 15, № 4. - С. 155-165, DOI 10.21046/2070-7401-2018-15-4-155-165. - Библиогр.: 18. - Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты No 18-05-00405, 0356-2018-0060), а также Программы II.12.1. «базовых» фундаментальных исследований СО РАН. . - ISSN 2070-7401
   Перевод заглавия: Measurement of soil moisture and temperature based on interference reception of linearly-polarized GLONASS and GPS signals
Кл.слова (ненормированные):
глобальные навигационные спутниковые системы -- ГЛОНАСС -- GPS -- рефлектометрия -- влажность почвы -- температура почвы -- сельскохозяйственные почвы -- арктические тундровые почвы -- Global navigation satellite systems -- GLONASS -- GPS -- Reflectometry -- Soil moisture -- Soil temperature -- Agricultural soils -- Arctic tundra soils
Аннотация: В данной работе представлены результаты теоретического исследования возможностей дистанционного зондирования влажности талой сельскохозяйственной, влажности и температуры мёрзлой тундровой почв на основе измерения отношения коэффициентов отражения линейно-поляризованных волн (поляризационный индекс) из интерференционных диаграмм сигналов ГЛОНАСС и GPS, регистрируемых вблизи поверхности Земли на частотах 1,2 и 1,6 ГГц. В приближении метода Кирхгофа оценены диапазоны углов возвышения спутников над горизонтом (0–55°), в пределах которых существенна доля когерентной составляющей над диффузной при рассеянии в зеркальном направлении сигналов ГЛОНАСС и GPS шероховатой поверхностью почвенного покрова. В ходе решения прямой задачи моделировался «измеренный» поляризационный индекс отражённых волн (с добавлением случайной величины, распределённой по нормальному закону) на двух частотах 1,2 и 1,6 ГГц с использованием типичных профилей влажности и температуры естественно сложенных почв. Показано, что поляризационный индекс недостаточно чувствителен для восстановления слоистой структуры влагосодержания в талой и температуры в мёрзлой почвах на фоне шумов (1,5–2 дБ) регистрируемых интерференционных диаграмм. Обратная задача по восстановлению влажности и температуры почвы из «измеренного» поляризационного индекса решалась в приближении диэлектрически-однородного почвенного полупространства. Показано, что для всех рассмотренных профилей вне зависимости от используемой частоты сигналов максимальная погрешность восстановления влажности и температуры почвы не превышает 0,03 см3/см3 и 1 °С относительно соответствующих средних величин, рассчитанных для поверхностного слоя почвы 1 см.
This paper presents the results of a theoretical study of the potential for remote sensing of moisture of agricultural thawed soil, moisture and temperature in tundra frozen soil based on measurement of the ratio between reflection coefficients on linear-orthogonal polarizations (polarization index) from the interference patterns of GLONASS and GPS signals recorded near the Earth's surface at frequencies of 1.2 and 1.6 GHz. The ranges of satellites elevation angles within which the coherent component exceeds the diffuse part in the mirror scattering of GLONASS and GPS signals by the surface roughness were estimated by Kirchhoff's method. In the course of solving the direct problem, the "measured" polarization index of reflected waves was simulated (with addition of a random variable distributed according to the normal law) at two frequencies of 1.2 and 1.6 GHz using typical moisture and temperatures profiles of soils. It is shown that the polarization index is not sensitive enough to retrieve the layered structure of moisture in thawed and temperature profile in frozen soil, against the background noise (1.5-2 dB) of the recorded interference diagrams. The inverse problem of soil moisture and soil temperature retrieval from the "measured" polarization index was solved in the approximation of dielectrically-homogeneous half-space. It is shown that for all the profiles examined, regardless of frequency of GNSS signals, the maximum error in soil moisture and soil temperature retrieval does not exceed 0.03 cm3/cm3 and 1 °C, relative to the corresponding average values calculated for the topsoil of 1 cm.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН, Красноярск, Россия

Доп.точки доступа:
Михайлов, Михаил Иванович; Mikhailov, M. I.; Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

10.

    Музалевский, Константин Викторович.
    Восстановление температуры поверхности тундровой почвы на основе поляриметрических данных радиометра AMSR2 спутника GCOM-W1 / К. В. Музалевский, З. Ружичка // Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2019. - Т. 16, № 4. - С. 293-297, DOI 10.21046/2070-7401-2019-16-4-293-297. - Библиогр.: 6. - Исследование выполнено при финансовой поддержке Программы II.12.1. приоритетных направлений и программ фундаментальных исследований СО РАН. . - ISSN 2070-7401. - ISSN 2411-0280
   Перевод заглавия: Retrieving surface temperature of tundra soil based on AMSR2 polarimetric brightness observations
Кл.слова (ненормированные):
радиометрия -- радиояркостная температура -- температура почвы -- арктическая тундра -- radiometry -- brightness temperature -- soil temperature -- Arctic tundra
Аннотация: В настоящем кратком сообщении предлагается полуэмпирический метод дистанционной оценки температуры поверхности тундровой почвы на основе поляриметрических данных радиометра AMSR2, установленного на спутнике GCOM-W1. С использованием простой модели радиотеплового излучения, полученной на основе закона Кирхгофа в приближении диэлектрически однородного изотермического полупространства, задача сведена к нахождению эффективной температуры и отражательной способности подстилающей поверхности из двух измеренных значений радиояркостной температуры на вертикальной и горизонтальной поляризации и частоте 6,9 ГГц. Однозначность обратной задачи была обеспечена за счёт установленной линейной связи между обратными величинами поляризационного индекса и разностью отражательных способностей, измеренных на горизонтальной и вертикальной поляризациях. Калибровка двух параметров этой линейной регрессии была выполнена на двух тестовых участках Северного склона Аляски в течение 7 лет с 2012 по 2018 г. В результате было показано, что восстановленные значения температуры почвы со стандартным отклонением около 3,0 К и коэффициентом корреляции 0,83 соответствуют температурам поверхности почвы, которые были измерены метеостанциями на двух калибровочных и двух дополнительных тестовых участках, расположенных в различных ландшафтных условиях арктической тундры.
The paper proposes a semi-empirical method for remote sensing of surface temperature of tundra soil based on polarimetric data of the AMSR2 radiometer installed on GCOM-W1 satellite. Using a simple microwave emission model based on the Kirchhoff law and obtained for a dielectric-homogeneous isothermal half-space, the problem was reduced to retrieving of the effective temperature and reflectivity of observed surface from two brightness temperatures measured at the vertical and horizontal polarization at a frequency of 6.9 GHz. The uniqueness of the inverse problem was ensured by the established linear relation between the inverse values of the polarization index and the difference in reflectivity, measured at the horizontal and vertical polarizations. The calibration of two parameters of the linear regression was performed on two test sites in the North Slope of Alaska for 7 years from 2012 to 2018. As a result, it was shown that the recovered soil temperature values with a standard deviation of about 3.0 K and a correlation coefficient of 0.83 corresponded to the temperature of the soil surface, as measured by weather stations, on four test sites located in different landscape conditions of the Arctic tundra. Two of the four test sites were additional to the calibration ones.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, 660036, Россия

Доп.точки доступа:
Ружичка, Зденек; Ruzicka, Z.; Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

11.

    Muzalevskiy, K. V.
    Temperature dependence of the backscattering coefficient measured by ALOS PALSAR during cooling and heating of tundra topsoil / K. V. Muzalevskiy // Журн. радиоэлектрон. - 2019. - № 11 ; J. Radio Electron., DOI 10.30898/1684-1719.2019.11.19. - Cited References: 11. - The study was performed thanks to the Program of SB RAS (project No.0356-2019-0004), JAXA project No.PI 1422002. . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Температурная зависимость коэффициента обратного рассеяния, измеренного ALOS PALSAR в ходе охлаждения и нагревания поверхности тундровой почвы
Кл.слова (ненормированные):
ALOS PALSAR -- backscattering -- active layer -- topsoil temperature -- ALOS PALSAR -- обратное рассеяние -- деятельный слой -- температура почвы
Аннотация: In this paper, dependences of backscattering coefficient on Arctic tundra soil temperature were investigated. The backscattering coefficient was measured by ALOS PALSAR (1.3GHz) over areas near to Imnaviat weather station in the North Slope of Alaska in the period from January 12, 2009 to April 20, 2011. It has been experimentally and theoretically shown that there is a strong correlation relationship no worse than 0.76 between the surface soil temperature measured by weather stations and backscattering coefficient. The variations of the backscattering coefficient was found to be about 5-6 dB over the test site when soil surface temperature changes from -10°С to 10°С. This study contributes to further understanding the processes of scattering of frozen Arctic soils that is pertinent to developing new remote sensing algorithms for the permafrost region.
В данной работе представлены результаты исследования температурной зависимости коэффициента обратного радарного рассеяния, измеренного ALOS (PALSAR) на частоте 1,26ГГц, для тундрового тестового участка, расположенного на Северном склоне Аляски вблизи метеорологической станции Имнавиат. Экспериментально и теоретически показано, что температура поверхности почвы, измеренная метеостанцией в период с 12 января 2009 года по 20 апреля 2011 года, и коэффициент обратного рассеяния нелинейно зависят друг от друга с квадратом коэффициента корреляции 0,76. Данная зависимость удовлетворительно может быть описана моделью рассеяния Оха и температурно-зависимой диэлектрической моделью талых и мёрзлых тундровых почв с высоким содержанием органического вещества. Показано, что в диапазоне изменений температуры поверхности почвы от -10°С до 10°С вариации коэффициента обратного рассеяния на испытательном участке не превышают 5-6 дБ. Данное исследование способствует дальнейшему пониманию процессов рассеяния микроволн мерзлыми арктическими почвами, с целью разработки новых алгоритмов дистанционного зондирования Арктических регионов.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC SB RAS, 660036 Krasnoyarsk, Russia

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович

}
Найти похожие

12.

    Музалевский, Константин Викторович.
    Сверхширокополосное импульсное зондирование слоистой структуры снежно-почвенного покрова. Теоретическое исследование / К. В. Музалевский // Журн. радиоэлектрон. : электронный журнал. - 2020. - № 8. - Ст. 4, DOI 10.30898/1684-1719.2020.8.14. - Библиогр.: 51. - Работа выполнена в рамках проекта РФФИ № 19-45-240010 . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Ultra-wideband impulse sensing of the layered structure of the snow-soil cover. Theoretical research
Кл.слова (ненормированные):
радиолокация -- СШП импульсы -- влажность почвы -- температура почвы -- талое и мёрзлое состояние почвы -- снежный покров -- водный эквивалент снежного покрова -- диэлектрическая проницаемость -- radiolocation -- ultrawideband pulses -- soil moisture -- soil temperature -- thawed and frozen state of the soil -- snow cover -- water equivalent of snow cover -- dielectric constant
Аннотация: В данной работе теоретически исследованы процессы отражения сверхширокополосного (СШП) импульса длительностью около 0,5 нс от слоистой структуры снежно-почвенного покрова в зависимости от влажности, плотности сухого сложения и температуры почвы, плотности, влажности и высоты снежного покрова, глубины промерзания почвы. Показано, что в случае, если влажность почвы меньше максимального количества прочносвязанной воды, то импульсными СШП радарными методами невозможно отличить талую почву от мерзлой при переходе температуры почвы через 0ºС. Наличие влажного снега является определяющим фактором (по отношению к температуре и влажности мерзлой почвы), влияющим на затухание амплитуды СШП импульса, отраженного от мерзлого почвенного покрова. Показана принципиальная возможность дистанционной диагностики: глубины промерзания почвы до 25см при вариации влажности снежного покрова от 0% до 3%, а также водного эквивалента снежного покрова при вариации толщины слоя снега от 5см до 35см и объемной влажности от 0% до 5%. В целом проведенные исследования показывают перспективность разработки радиолокационных импульсных СШП систем для дистанционного зондирования геофизических параметров слоистой структуры снежно-почвенного покрова.
In this work, the processes of UWB pulse reflection duration of about 0.5 ns (bandwidth of 4.9 GHz at a level of -10 dB) from the layered structure of the snow-soil cover are theoretically investigated, depending on the moisture, dry bulk density and temperature of mineral soil, density, moisture and height of snow cover, depth of soil freezing. It is shown that if the soil moisture is less than the maximum content of bound water, then using pulsed UWB radar methods it is impossible to distinguish thawed soil from frozen soil. The presence of wet snow is a determining factor (in relation to the temperature and moisture of the frozen soil) affecting the attenuation of the amplitude of UWB pulse reflected from the frozen soil. The fundamental possibility of remote diagnostics of the depth of soil freezing up to 25 cm with a variation in the moisture content of the snow cover from 0% to 3%, as well as the water equivalent of the snow cover with a variation in its thickness from 5 cm to 35 cm and moisture content from 0% to 5% were demonstrated in the paper. In general, the studies carried out show the prospects for the development of pulsed UWB radar systems for remote sensing of the geophysical characteristics of snow and soil cover.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

13.

    Музалевский, Константин Викторович.
    Сверхширокополосное импульсное зондирование слоистой структуры снежно-почвенного покрова. Экспериментальное исследование / К. В. Музалевский, С. В. Фомин // Журн. радиоэлектрон. : электронный журнал. - 2020. - № 8. - Ст. 5, DOI 10.30898/1684-1719.2020.8.15. - Библиогр.: 34. - Работа выполнена в рамках проекта РФФИ № 19-45-240010 . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Ultra-wideband impulse sensing of the layered structure of the snow-soil cover. Experimental research
Кл.слова (ненормированные):
радиолокация -- СШП импульсы -- влажность почвы -- температура почвы -- талое и мёрзлое состояние почвы -- снежный покров -- водный эквивалент снежного покрова -- диэлектрическая проницаемость -- radiolocation -- ultrawideband pulses -- soil moisture -- soil temperature -- thawed and frozen state of the soil -- snow cover -- water equivalent of snow cover -- dielectric constant
Аннотация: В данной работе экспериментально исследованы процессы отражения сверхширокополосного (СШП) импульса длительностью около 0,3 нс от талой и мёрзлой почвы в ходе естественного накопления и таяния снежного покрова. СШП импульсы были синтезированы на основе спектральных измерений на горизонтальной поляризации в диапазоне частот от 1,6 ГГц до 8 ГГц коэффициента прохождения между двумя рупорными антеннами, максимумы диаграммы направленности которых были ориентированы под углом 35° к нормали, опущенной на плоскую поверхность почвы. Синхронно с дистанционными рефлектометрическими измерениями проводились контактные измерения профилей влажности и температуры верхнего слоя почвы 0-17см, а также высота и плотность снежного покрова. Экспериментальные наблюдения продолжались с 8 ноября 2019 г. до 22 марта 2020 г. Показано, что применение СШП электромагнитного импульса длительностью порядка 0,3 нс позволяет идентифицировать талое или мёрзлое состояние почвы в любой момент времени в ходе накопления и таяния снежного покрова (высотой до 30см), а также оценивать величину водного эквивалента снежного покрова со среднеквадратическим отклонением 7,0мм и коэффициентом детерминации 0,832. Проведенные экспериментальные исследования показывают перспективность разработки радиолокационных импульсных СШП систем для дистанционного зондирования геофизических параметров слоистой структуры снежно-почвенного покрова.
In this work, the processes of reflection of an ultrawideband (UWB) pulse with a duration of about 0.3 ns from thawed and frozen soil, during natural accumulation and melting of snow cover, were experimentally investigated. UWB pulses were synthesized on the basis of spectral measurements at horizontal polarization in the frequency range from 1.6 GHz to 8 GHz of the transmission coefficient between two horn antennas, the maxima of the radiation pattern of which were oriented at an angle of 35 to the normal, lowered onto a flat soil surface. Simultaneously with remote reflectometric measurements, contact measurements of the moisture and temperature profiles of the upper soil layer 0-17 cm, as well as the height and density of the snow cover were carried out. Experimental observations continued from November 8, 2019 to March 22, 2020. It is shown that the use of a UWB electromagnetic pulse with a duration of about 0.3 ns makes it possible to identify the thawed or frozen state of the soil at any time during the accumulation and melting of the snow cover (up to 30 cm high), as well as to estimate the value of the water equivalent of the snow cover with the standard deviation of 7.0 mm and the determination coefficient of 0.832. Experimental studies have shown that the development of pulsed UWB radar systems for remote sensing of the geophysical parameters of the layered structure of the snow-soil cover is promising.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского

Доп.точки доступа:
Фомин, Сергей Викторович; Fomin, S. V.; Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие