Содержание
Иллюстрации - 1
Таблицы и схемы - 0
Температурная зависимость мощности излучения льда на частоте 15 ГГц: применение в дистанционном зондировании «Светотехника», 2026, №4
Авторы статьи:
Гаврилин Сергей Николаевич, Парфентьева Наталия Андреевна, Бурмистров Евгений Романович
Гаврилин Сергей Николаевич, кандидат физ.-мат. наук (1990 г., ИРЭ РАН). Окончил в 1987 г. МФТИ. Доцент кафедры общей и прикладной физики НИУ МГСУ. Имеет свыше 20 научных работ. Область научных интересов: перенос излучения, магнитные кристаллы, аэрозоли, тепловое радиоизлучение
Парфентьева Наталия Андреевна, кандидат физ.-мат. наук. Окончила физический факультет МГУ. Зав. кафедрой общей и прикладной физики НИУ МГСУ. Автор и соавтор более 25 учебников, задачников и пособий по физике и под её редакцией выпускаются учебники «Физика» для 10–11 классов. Регулярно проводит вебинары по физике для учителей на базе издательства «Просвещение». Имеет свыше 200 научных работ. Область научных интересов: теоретическая гидромеханика, физика аэрозолей, теория тепломассопереноса. Имеет звание «Почётный работник высшего профессионального образования Российской Федерации». Член МОИП
Бурмистров Евгений Романович, физик. Младший научный сотрудник и аспирант кафедры общей физики МГУ им. М.В. Ломоносова
Аннотация:
Экспериментально исследована температурная зависимость собственного неравновесного излучения пресноводного льда на частоте 15 ГГц. Изучен диапазон температур, примыкающий к точке фазового перехода лёд-вода. Измерения проводились при температуре воздуха 294 K. Температура льда изменялась от 266 до 273 K при частоте приёма радиометра 15 ГГц. Вблизи точки 270 K производная функции зависимости радиояркостной температуры от температуры льда изменяется с –0,2 до –0,7. Изменение характера зависимости излучения от температуры вблизи точки фазового перехода объяснено влиянием включений жидкой воды в объёме и на поверхности льда. Значительная разница температур окружающего воздуха и льда приводит к увеличению массы жидкой воды вблизи поверхности. Жидкая вода образуется в микрополостях в объёме льда. Также вода может образовываться в пограничном слое воздух-лёд, в то время как температура в объёме льда остаётся отрицательной. Слой жидкой воды на границе раздела лёд-воздух, а также её включения в полостях льда, вносят существенный вклад в процесс собственного излучения исследуемой неравновесной термодинамической системы, поскольку частота приёма сигнала находится вблизи частоты максимума спектральной плотности энергетической светимости жидкой воды. Наблюдаемый эффект может быть использован для радиометрического мониторинга состояния снежных и ледяных образований и регистрации начальных стадий таяния льда.
Список использованной литературы:
1. P. Debye. Polar Molecules. – New York: The Chemical Catalog Company, Inc. 1929. – 172 c.
2. Cole, K.S., Cole, R.H. Dispersion and Absorption in Dielectrics I. Alternating Current Characteristics // Journal of Chemical Physics, 1941, # 9, pp. 341–351.
3. Devidson, D.W., Cole, R, H. Dielectric relaxation in glycerol, propylene glycol and n-propanol.// Journal of Chemical Physics, 1951, # 19, pp. 1484–1490.
4. Havriliak, S., Negami, S. J. A complex plane analysis of α-dispersions in some polymer systems// Journal of Polymer Science Part C: Polimer Letters, 1966, # 1(14), pp. 99–117.
5. Гайдук В.И. Расчёт комплексной диэлектрической проницаемости льда на основе молекулярной модели/ Радиотехника и электроника, 2008, № 53(6), с. 713–725.
6. Kalmykov, Yu. P., Coffey, W. T., Crothers, D. S. F., Titov S.V. Microscopic models for dielectric for dielectric relaxation in disordered systems// Physical Review E, 2004, # 70, 041103.
7. Byrne, D. J., Coffey, W. T., Kalmykov, Yu. P., Titov S.V. Theory of anomalous dielectric relaxation// Journal of Physics: Conf. Series, 2019, # 1322, 012037.
8. Salzmann, C.G., Loveday, J.S., Rosu-Finsen, A., Bull, C.L. Structure and nature of ice XIX// Nature Communications, 2021, # 12, 3162.
9. Gasser, T.M., Thoeny, A.V., Plaga, L.J., Köster, K.W., Etter, M., Böhmer, R., Loerting, T. Experiments indicating a second hydrogen ordered phase of ice VI // Chemical Sciences, 2018, # 9, pp. 4224–4234.
10. Tao, Y.H., Dai, X., Moggach, S.A., Clode, P.L., Fitzgerald, A.J., Hodgetts, S.I., Harvey, A.R., Wallace, V.P. The spectrum of Ih ice using terahertz time-domain spectroscopy// Journal of Chemical Physics, 2024, # 160(21), 214503.
11. Risse1, N., Mario Mech, M., Prigent C., Spreen, G., Crewel, S. Assessing sea ice microwave emissivity up to submillimeter waves from airborne and satellite observations// The Cryosphere, 2024, # 18, pp. 4137–4163.
12. Li, Q., Yao, R., Tan, V.B.C., He, F., Zhao, H., Bai, T. A review of efficient thermal application for ice detection and anti/ de-icing technology// Applied Thermal Engineering, 2025, # 263, 125366.
13. Бордонский Г.С. Особенности электромагнитных свойств льда вблизи температуры фазового перехода вода-лёд / Физика твёрдого тела, 2005, № 47(4), с. 691–695.
14. Bubukin, I.T., Stankevich K.S. Measurements of the reflectivity and permittivity of water in the film layer of the sea surface in the millimeter wave band // Journal of Communications Technology and Electronics, 2013, # 58, pp. 673–681.
15. Gavrilin, S.N. Dependence of water radiation on temperature at microwaves// Physica Scripta, 2025, # 100(1), p.015966.
16. Гаврилин С.Н., Парфентьева Н.А., Бурмистров Е.Р. Микроволновое излучение водных поверхностей на 15 ГГц: применение в дистанционном зондировании и радиометрии // Светотехника, 2025, № 5, с. 90–94.
17. Hufford, G. A model for the complex permittivity of ice at frequencies below 1 THz // International Journal of Infrared and Millimeter Waves, 1991, # 12, pp. 677–682.
Ключевые слова
Выберите вариант доступа к этой статье
Рекомендуемые статьи
Микроволновое излучение водных поверхностей на 15 Ггц: применение в дистанционном зондировании и радиометрии «Светотехника», 2025, №5
Температурная зависимость мощности теплового излучения поверхностей пресной воды и соляного раствора «Светотехника», 2025, №1