美国国家航空航天局(NASA)有一颗名为SMAP的卫星目前正围绕地球运行，它可以测量土壤湿度，并检测土壤是否冻结或解冻。它知道这一点，因为它使用雷达探测来自地面的自然微波辐射。
但是什么是自然微波发射，什么工具是必要的探测和处理信息(不一定与NASA有关)?
1回答
\ begingroup美元
\ endgroup美元
5
SMAP包括有源l波段合成孔径雷达和无源微波辐射计。
任何高于绝对零度温度的物体都会在很宽的频率范围内发出热辐射。这种辐射的光谱可能与理论“黑体”的光谱不同，这取决于它的物理性质，尤其是介电常数。
由于土壤的体积介电常数取决于土壤湿度，因此土壤的热辐射光谱与土壤湿度有关。冻结水的介电常数与液态水不同，因此根据土壤湿度是液态水还是冰，会有不同的信号。不用说，这需要一个非常灵敏和准确的仪器来测量这种热辐射，以估计土壤湿度。
同样，对于主动雷达来说，从土壤反射的信号取决于土壤的介电常数，而介电常数与土壤含水量直接相关。
将这些仪器的数据结合起来，生成表层土壤水分产品——这是对土壤顶部5厘米(2英寸)的水分的估计。重要的是要明白，这不是作物或其他植被可获得的根区土壤湿度的估计值(而且是一个非常糟糕的替代品)。这种区别对于确定干旱条件和预测植物的蒸腾作用很重要。
利用被动辐射计和主动雷达估算表层土壤水分的研究文献很多。关于这件事你还有什么想了解的吗?
-
\ begingroup美元 啊，我现在明白了。非常感谢你为我澄清!哦，还有一件事，卫星可以探测到地面上数百公里的热辐射，穿过云层和污染?我不知道有这么先进的仪器…… \ endgroup美元- - - - - -user176882019年10月7日0:19
-
1\ begingroup美元 微波频率/波长的特定“窗口”确实有效地穿透云层和大气中的其他水分。辐射计还可以用来测量大气中水蒸气的数量，方法是利用被水蒸气部分阻挡的波长工作。 \ endgroup美元- - - - - -布莱恩Borchers2019年10月7日0:30
-
\ begingroup美元 明白了。谢谢你所做的一切! \ endgroup美元- - - - - -user176882019年10月7日3:17
-
\ begingroup美元 嗨，布莱恩，你能扩展一下这个句子吗:重要的是要明白，这不是作物或其他植被可获得的根区土壤湿度的估计值(而且是一个非常糟糕的替代品)。“你指的是根区较深的层(5厘米)吗?”当下层的水分更充足时，顶层的饱和会更快，这是一个公平的假设吗?(当然，这个假设没有考虑到不同的土壤质地……) \ endgroup美元- - - - - -Nemesi2020年8月24日8:33
-
\ begingroup美元 是的，我指的是深层土壤的水分。近地表和深层土壤湿度之间的关系是动态的，与最近的天气有关——很容易发现近地表比深层土壤干燥的时间，反之亦然。 \ endgroup美元- - - - - -布莱恩Borchers2020年8月24日13:18