Космічна радіолокаційна ідентифікація пустельних областей джерел насичення пилом атмосфери

Анотація

Атмосферний пил представляє собою суміш найменших часток різноманітних солів та мінералів. Він містить також рештки рослинних та тваринних організмів, спори хвороботворних мікробів і т. п. Вітрами він переноситься на значні відстані і його присутність в атмосфері є одним із факторів що суттєво впливає на клімат планети. В поточний час для космічного моніторингу еолових процесів та їх наслідків використовуються тільки багатозональні оптичні системи (TOMS, METEOSAT, MODIS та т. п.), які не дозволяють надійно і незалежно від хмарності, освітлення та прозорості атмосфери ідентифікувати самі райони джерела підняття пилу до атмосфери та слідкувати за динамікою еолових процесів. Таке завдання дозволяють вирішувати космічні радіолокаційні системи ДЗЗ. В статті представлені перші результати відпрацювання радіолокаційного методу ідентифікації пустельних областей, в яких відбувається еоловий процес підйому пилу з поверхні в атмосферу. Для відпрацювання методу використані калібровані дані радіолокаційного дистанційного зондування (ДЗ) пустель Мавританії ASAR Envisat-1, що надані ESA в рамках виконання проекту ID: C1F.30193. Для ідентифікації джерел підйому пилу використані прояви аномально вузькоспрямованого зворотного розсіювання радіохвиль, що виникали при локальних кутах опромінення поверхні Θ ~ 30о . Проаналізовано особливості проявлення на радіолокаційних зображеннях аномально вузькоспрямованого зворотного розсіювання радіохвиль при різних швидкостях при поверхневого вітру та різних співвідношеннях напрямку вітру та радіолокаційного опромінення поверхні. Показано, що характеристики розсіювання добре узгоджуються з особливостями формування границі іонізованого шару, який облямовує структури піщаних бриж в процесі їх формування при еоловому переносі піщано-пилової суміші. При цьому іонізація викликається потужним неоднорідним електричним полем, що виникає за рахунок переміщення по повітрю над піщаною підкладкою негативно заряджених піщинок — сальтонів та рептонів. Відмічено, що радіолокаційне ДЗ дозволяє виявляти райони підняття пилу в атмосферу навіть на етапі зародження процесу незалежно від освітлення, стану хмарного покриву та запилованості атмосфери.