不同尺度粗糙度對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。目前國內(nèi)外關(guān)于微尺度粗糙月面對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)只適用于探測波長比散射表面的曲率半徑小得多的情況。幾何光學(xué)模型的一個缺陷是缺乏亮溫改變對探測波長的顯式依賴關(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)方法計算媒質(zhì)的發(fā)射率。采用二階微擾法計算頂層粗糙面對亮溫的影響。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CE-1和CE-2微波輻射計而言,其入射角為0°,微粗糙度將會增大月壤亮溫。
　　另一方面,國內(nèi)外關(guān)于大尺度粗糙度對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、激光測高儀(LunarOrbiterLaserAltimeter,LOLA)的全月高程數(shù)據(jù),將CE-2衛(wèi)星探測時的天線月面足印內(nèi)的地形視作一個本地傾斜基準(zhǔn)面和該基準(zhǔn)面上二維粗糙度的疊加,根據(jù)傾斜、遮蔽等特點推導(dǎo)有效太陽輻照度的計算公式,然后代入熱傳導(dǎo)方程,通過改進其數(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算了三個典型月陸地區(qū),Apollo15、Aristoteles撞擊坑、Hercu