О возможности определения глубины протаивания грунтов криолитозоны по сигналам ГНСС

Аннотация

Сравнительный анализ прямых измерений глубины протаивания грунтов криолитозоны, результатов наземных радиоволновых зондирований и GPS измерений показал принципиальную возможность определения глубины протаивания грунтов криолитозоны с помощью радиосигналов глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС). Рассмотрены ряды многолетних наблюдений полной тропосферной зенитной задержки (ZTD), ее «влажной» составляющей (ZWD) и влагосодержания тропосферы (IWV, PW) для пункта наблюдения TIXI. Для более точного измерения влагосодержания тропосферы определена линейная регрессия между приземной температурой ( T ) и «средневзвешенной» температурой тропосферы ( T_m ) для п. Тикси за 2015 г. Определены межгодовые вариации усредненной в теплое время года «влажной» компоненты тропосферной задержки и уровня влагосодержания над пунктом измерений TIXI. Установлен высокий коэффициент взаимной корреляции между глубиной протаивания грунтов арктического побережья за период с 2005г. по 2015 г. и данными по ZWD и PW. Определены параметры геоэлектрического разреза и глубина протаивания многолетней мерзлоты арктического побережья в районе п. Тикси по данным интерпретации радиомипедансных и георадарных зондирований криолитозоны.

• радиоимпедансное зондирование
• gps
• gpr
• многолетняя мерзлота
• георадиолокация
• полная тропосферная зенитная задержка
• метеорологические данные

Abstract (in English)

A comparative analysis of direct measurements of the depth of thawing soils of the permafrost zone, results of ground radio wave soundings and GPS measurements has shown the fundamental possibility of detecting the depth of thawing permafrost soils using GNSS radio signals. Rows of long-term observations of total zenith troposphere delay (ZTD), its “wet” component (ZWD) and troposphere moisture content (IWV, PW) over the observation point TIXI were considered. A linear regression between surface air temperature ( T ) and the “weighted mean" temperature of troposphere ( T_m ) was found in order to measure more exactly the moisture content of the troposphere for Tiksi in 2015. Inter-annual variations of the average “wet” component in the warm season of tropospheric delay and the moisture content level above the point of measurement TIXI were calculated. A high coefficient of correlation between the depth of thawing soils of the Arctic coast in the period since 2005 to 2015 and data on ZWD and PW was established. Parameters of the geoelectric section and the depth of the permafrost thawing of the Arctic coast in the area of Tiksi according to the interpretation of radio impedance and georadar soundings in permafrost zone were detected.

Для цитирования

Литература

1. Мельчинов В.П., Башкуев Ю.Б., Ангархаева Л.Х., Буянова Д.Г. Электрические свойства криолитозоны востока России в радиодиапазоне. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2006. 257 с.
2. Федоров-Давыдов Д.Г., Давыдов С.П., Давыдова А.И., Остроумов В.Е., Холодов А.Л., Сороковиков В.А., Шмелев Д.Г. Температурный режим почв северной Якутии // Почвы холодных областей: генезис, география, экология: Материалы научной конференции с международным участием. Улан-Удэ, 2015. C. 110-111.
3. Дембелов М.Г., Башкуев Ю.Б., Лухнев А.В. и др. Диагностика содержания атмосферного водяного пара по данным GPS-измерений // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 28. - № 2. с. 172-177.
4. www.rp5.ru
5. Дембелов М.Г., Башкуев Ю.Б., Лухнев А.В., Лухнева О.Ф., Саньков В.А. Влагосодержание тропосферы в Байкальском регионе по данным GPS измерений. // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2016. № 3. URL: http://jre.cplire.ru/jre/mar16/10/text.pdf
6. Bevis M. et al. GPS meteorology: remote sensing of atmospheric water vapor using the global positioning system // Journal of Geophysical Research. vol. 97, no d14, P. 15787-15801. 1992.
7. Куницын В. Е., Нестеров И. А., Терешин Н. А. Анализ влагосодержания атмосферы по данным приемников GPS // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал. 2015. №6. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jun15/12/text.pdf