Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 4. С. 364-371
Аномалии теплового излучения переохлаждённого водного аэрозоля над открытым участком водной поверхности
Г.С. Бордонский
1 , А.А. Гурулев
1 , А.О. Орлов
1 , А.К. Козлов
1 , В.А. Казанцев
1 1 Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита, Россия
Одобрена к печати: 03.07.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-4-364-371
Открытие сегнетоэлектрического льда 0, существующего при низком давлении при температуре ниже –23 °C, поставило вопрос о его обнаружении в атмосфере и на земной поверхности. Уникальной особенностью льда 0 является возникновение на его контакте с другими диэлектриками сверхтонких высокопроводящих слоёв, на которых возникает сильное рассеяние и поглощение электромагнитного излучения. Этот эффект может возникать из-за появления резонанса плазмонных мод в малых областях ледяных структур, содержащих сегнетоэлектрический лёд 0. В настоящей работе представлены результаты исследований теплового излучения тумана над открытой водной поверхностью оз. Кенон вблизи сброса тёплой воды ТЭЦ-1 в г. Чите. Измерения выполнены с использованием микроволновых радиометров на длинах волн 2,3; 1,35; 0,88 см и ИК-радиометра в диапазоне 8–12 мкм. Осуществляли суточные наблюдения теплового излучения облака тумана при наземной установке приборов и их ориентации под углом ~10–12° к горизонтальной плоскости. В зимнее время при сбросе воды в водоём и образовании выраженного облака тумана было обнаружено резкое изменение радиояркостной и радиационной температуры, что связывается с появлением малых ледяных частиц, содержащих лёд 0.
Ключевые слова: туманы, радиояркостная и радиационная температура, плазмонный резонанс
Полный текстСписок литературы:
- Бордонский Г. С., Орлов А. О. (2017а) Поиски сегнетоэлектрических льдов в пористых средах в земных условиях // Криосфера Земли. 2017. Т. 21. № 6. С. 45–54. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2017-6(45-54).
- Бордонский Г. С., Орлов А. О. (2017б) Признаки возникновения льда «0» в увлажненных нанопористых средах при электромагнитных измерениях // Письма в Журн. эксперим. и теорет. физики. 2017. Т. 105. № 7–8. С. 483–488. DOI: 10.7868/S0370274X17080045.
- Бордонский Г. С., Гурулев А. А., Орлов А. О. Пропускание электромагнитного излучения видимого диапазона тонким слоем льда 0, конденсированного на диэлектрическую подложку // Письма в Журн. эксперим. и теорет. физики. 2020. Т. 111. № 5–6(3). С. 311–315. DOI: 10.31857/S0370274X20050070.
- Бордонский Г. С., Казанцев В. А., Козлов А. К. (2024а) Поиски льда 0 в земной атмосфере // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2024. Т. 60. № 6. С. 968–976. DOI: 10.31857/S0002351524060089.
- Бордонский Г. С., Гурулев А. А., Орлов А. О., Казанцев В. А. (2024б) Предполагаемый механизм свечения мезосферных облаков // Радиотехника и электроника. 2024. Т. 69. № 4. С. 307–315. DOI: 10.31857/S0033849424040013.
- Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 664 с.
- Шарков Е. А. Радиотепловое дистанционное зондирование Земли: Физические основы: в 2 т. Т. 1. М.: ИКИ РАН, 2014. 544 с.
- Cox C. J., Noone D. C., Berkelhammer M. et al. Supercooled liquid fogs over the central Greenland Ice Sheet // Atmospheric Chemistry and Physics. 2019. V. 19. P. 7467–7485. DOI: 10.5194/acp-19-7467-2019.
- Quigley D., Alfè D., Slater B. Communication: On the stability of ice 0, ice i, and Ih // J. Chemical Physics. 2014. V. 141. No. 16. Article 161102. 5 p. DOI: 10.1063/1.4900772.
- Russo J., Romano F., Tanaka H. New metastable form of ice and its role in the homogeneous crystallization of water // Nature Materials. 2014. V. 13. P. 733–793. DOI: 10.1038/nmat3977.
- Slater B., Quigley D. Zeroing in on ice // Nature Mater. 2014. V. 13. P. 670–671. DOI: 10.1038/nmat4017.
- Sliwinska-Bartkowiak M., Jazdzewska M., Huang L. L., Gubbins K. E. Melting behavior of water in cylindrical pores: carbon nanotubes and silica glasses // Physical Chemistry Chemical Physics. 2008. V. 10. No. 32. P. 4909–4919. DOI: 10.1039/b808246d.
- Sun G., Tanaka H. Surface-induced water crystallisation driven by precursors formed in negative pressure regions // Nature Communications. 2024. V. 15. Article 6083. 10 p. DOI: 10.1038/s41467-024-50188-1.