Анализ влияния атмосферы и неровностей отражающей поверхности на радиометрические характеристики естественных покровов

Постановка проблемы. Для описания связей между характеристиками рассеяния, теплового излучения и геометрией земной поверхности используются радиофизические модели, которые учитывают не только эффекты однократного, но также и многократного рассеяния и затенений, последние рассматриваются в настоящей статье. Учет эффектов вторичного и многократного рассеяния позволяет уменьшить характерную методическую ошибку в сравнении с приближенной оценкой при однократном рассеянии. Радиофизическая модель, использующая многократные рассеяния и затенения, может быть эффективно применена для описания связи между рассеивающими и излучательными свойствами естественных покровов.

Цель. Осуществить анализ влияния в приближении Кирхгофа атмосферы и неровностей отражающей поверхности на радиометрические характеристики естественных покровов при учете эффектов затенений и многократного рассеяния.

Результаты. Рассмотрены возможности определения коэффициента излучения через определение среднего потока энергии, проходящей через неровную границу, и посредством расчета бистатического коэффициента рассеяния. Показано, что в случае гауссовского распределения тангенса угла наклонов неровностей поверхности для описания характеристик рассеяния и излучения используются угол наблюдения, диэлектрическая проницаемость среды и дисперсия тангенса угла наклонов случайных неровностей. Произведена количественная оценка эффекта вторичного и многократного рассеяния. Приведен механизм учета влияния отраженного излучения атмосферы на излучение естественного покрова. Получена радиофизическая модель излучения поверхности, позволяющая учесть в приближении Кирхгофа влияние отраженного излучения безоблачной атмосферы и шероховатости поверхности на характеристики теплового сигнала. Показано, что методическая погрешность полученной радиофизической модели определяется в конкретных случаях относительной ролью эффектов многократного рассеяния. Определено, что эквивалентная температура излучения атмосферы имеет слабую зависимость не только от параметра шероховатости, но и от вида поляризации принимаемого излучения.

Практическая значимость. Полученная радиофизическая модель, использующая многократные рассеяния и затенения, может быть использована для описания связи между рассеивающими и излучающими свойствами естественных покровов. Установлено, что эффекты многократного рассеяния необходимо учитывать при дисперсии тангенса угла наклона, превосходящей единицу.