不同尺度粗糙度對(duì)月壤微波輻射亮溫影響研究.pdf

1、月球表面是粗糙面,既存在地形起伏的大尺度粗糙度,也存在微小尺度的粗糙度。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于微尺度粗糙月面對(duì)月壤微波輻射亮溫的影響的研究都基于幾何光學(xué)方法,但幾何光學(xué)只適用于探測(cè)波長(zhǎng)比散射表面的曲率半徑小得多的情況。幾何光學(xué)模型的一個(gè)缺陷是缺乏亮溫改變對(duì)探測(cè)波長(zhǎng)的顯式依賴關(guān)系。在一些地形比較平坦的地區(qū)如月海地區(qū),月壤表面可以視為微粗糙表面。本文中,月海地區(qū)的月壤被視為多層煤質(zhì),表面為微粗糙面,下面各層界面為平面。溫度剖面由熱傳導(dǎo)方程解出。本文

2、采用非相關(guān)方法計(jì)算媒質(zhì)的發(fā)射率。采用二階微擾法計(jì)算頂層粗糙面對(duì)亮溫的影響。然后基于所建立的亮溫模型,本文仿真分析了不同微粗糙度條件下的Apollo12地區(qū)亮溫。結(jié)果表明,月面微粗糙度將會(huì)增加或降低月表的微波亮溫,這取決于微粗糙度、入射角、頻率、極化的情況。對(duì)CE-1和CE-2微波輻射計(jì)而言,其入射角為0°,微粗糙度將會(huì)增大月壤亮溫。
　　另一方面,國(guó)內(nèi)外關(guān)于大尺度粗糙度對(duì)月壤輻射亮溫影響的研究比較少。為考慮其影響,本文利用月球軌道

3、激光測(cè)高儀(LunarOrbiterLaserAltimeter,LOLA)的全月高程數(shù)據(jù),將CE-2衛(wèi)星探測(cè)時(shí)的天線月面足印內(nèi)的地形視作一個(gè)本地傾斜基準(zhǔn)面和該基準(zhǔn)面上二維粗糙度的疊加,根據(jù)傾斜、遮蔽等特點(diǎn)推導(dǎo)有效太陽(yáng)輻照度的計(jì)算公式,然后代入熱傳導(dǎo)方程,通過(guò)改進(jìn)其數(shù)值解法,求解出更加準(zhǔn)確的月壤溫度剖面,最后將溫度剖面代入分層亮溫模型,結(jié)合月壤分層亮溫模型計(jì)算了三個(gè)典型月陸地區(qū),Apollo15、Aristoteles撞擊坑、Hercu