Радиофизические методы дистанционного зондирования земли, страница 4

В декабре 1972 г. был запущен исследовательский метеорологический спутник Nimbus-5. Целью его запуска была отработка техники измерений атмосферных процессов, важных для метеорологии и изучения общей циркуляции. Основным бортовым прибором спутника был пассивный пятичастотный СВЧ-радиометр (NEMS), работавший на двух частотах вблизи резонансного поглощения водяного пара и трёх в области линий поглощения кислорода. Этот прибор был первым космическим микроволновым измерителем температуры. Он показал, что профили температуры атмосферы можно измерять из космоса со среднеквадратичной погрешностью около 2°С. Физической основой этих измерении является то, что радиотепловое излучение атмосферы на частотах вблизи резонансного комплекса линий поглощения кислорода (центрированных около 60 ГГц) пропорционально температуре атмосферы на высотах, определяемых так называемыми температурными весовыми функциями.

Таблица 1. Эксперименты с космическими приборами дистанционного     зондирования СВЧ-диапазона

Эти примеры иллюстрируют только некоторые наиболее яркие применения приборов СВЧ-диапазона для исследования Земли из космоса, дающих научную информацию о планете, которую невозможно получить в других диапазонах электромагнитных волн. Если бы космонавт, находящийся на околоземной орбите, был инопланетянином, способным «видеть» с высоким разрешением в низкочастотной области СВЧ-спектра, Земля не представлялась бы ему сферой из белых облаков, голубых океанов и зелёной растительности, вид которой зависел бы от погоды и солнечного освещения. Он всегда видел бы поверхность, независимо от состояния облачного покрова и положения Солнца.

У него была бы очень высокая чувствительность к геометрическим характеристикам земной поверхности и растительного покрова. Вода почвенная влага, болота, реки, озера, пресный и морской лёд и т. д. предстала бы перед ним во всем её многообразии. Он видел бы на несколько метров вглубь ровных сухих пустынь, обнаруживая дополнительные подповерхностные детали. Если бы затем пришелец перестроил свой "глаз" на высокочастотную область СВЧ-диапазона, он увидел бы водяной пар, кислород и другие атмосферные составляющие. В видимой им картине стали бы преобладать метеорологические процессы.