Институт Физики им.Л.В.Киренского
Победитель конкурса сайтов СО РАН - 2010
Яndex

www.yandex.ru
  Главная
  Офис
  Новости
  Службы
  Семинары
  Достижения
  Научные отчеты
  Лаборатории
  Направления
  Интеграция
  Разработки
  Ученый совет
  Советы по защитам
  Аспирантура
  Конференции
  Конкурсы, Гранты
  Публикации
  Препринты
  Издательство
  Библиотека
  Совет молодых учёных
  Студентам
  Виртлаб
  История
  Фоторепортажи
  Персоналии
  О  Киренском
  Ученики и соратники
  Мемориальный музей
  Бухг-рия, план. отдел
  Download
  Карта  сервера

Лаборатория радиофизики дистанционного зондирования

Список  научных сотрудников ]

Сотрудники лаборатории радиофизики дистанционного зондирования

Лаборатория радиофизики дистанционного зондирования открыта в Институте физики им. Л.В. Киренского в июне 2004 г. Заведующий лабораторией – доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН Миронов Валерий Леонидович. Количество сотрудников – 7, аспирантов – 1, студентов – 6.

Основные направления

Основное направление исследований лаборатории - изучение электрофизических свойств природных сред и процессов распространения и рассеяния электромагнитных волн в неоднородных частотно-дисперсных природных средах с целью создания фундаментальной основы для разработки принципиально новых радиофизических методов дистанционной диагностики окружающей среды.

Наиболе важные результаты исследований

В результате цикла исследований был разработан новый метод диэлектрической спектроскопии влажных почв, грунтов и флюидосодержащих горных пород. Разработка метода основана на многочисленных данных диэлектрических измерений, проведенных для влажных почв и грунтов в диапазоне частот от 0,3 до 26,5 ГГц, при температурах от −30°С до +60°С.

Установлен физический закон, описывающий зависимость диэлектрической проницаемости почв и грунтов от содержания почвенной влаги. На основе этого закона предложен способ измерения диэлектрических спектров и массового содержания для всех категорий почвенной влаги. Доказано, что спектры комплексной диэлектрической проницаемости связанной, переходной и свободной воды в почве следуют закону диэлектрической релаксации Дебая. Разработана методика определения параметров диэлектрических спектров: высоко- и низкочастотных пределов диэлектрической проницаемости, времени релаксации и проводимости для всех категорий воды в почве.

Получены зависимости спектроскопических параметров почвенной влаги от содержания в почве частиц глинистых минералов при заданной температуре, согласно принятой гранулометрической классификации почв и пород. В результате создана физическая модель спектров комплексной диэлектрической проницаемости влажных почв и пород. Доказано, что разработанная модель дает наилучшие в мировой практике по достоверности прогнозы комплексной диэлектрической проницаемости как функции влажности, частоты и содержания глинистой фракции в почве.

Разработаны температурные модели диэлектрических спектров влажных почв и грунтов. Доказано, что для описания температурных зависимостей всех категорий почвенной влаги можно воспользоваться законами Клаузиуса-Моссоти и Дебая, а также формулой для проводимости ионных растворов. Разработан метод измерения содержания всех категорий почвенной воды в зависимости от температуры, включая процессы фазовых переход почвенной воды в процессе замерзания почв и грунтов. Доказано, что входными параметрами температурной модели являются объемный коэффициент температурного расширения, энергия и энтропия активации, а также температурный коэффициент приращения проводимости и предложены способы измерения этих параметров для всех категорий почвенной воды. Разработанные температурные диэлектрические модели основаны на физических законах и дают наименьшую в мировой практике погрешность при расчетах комплексной диэлектрической проницаемости как функции температуры, частоты электромагнитного поля и влажности с учетом фазовых переходов почвенной воды.

Создана спектроскопическая диэлектрическая модель сред водонасыщенного, нефтенасыщенного слоев и газовой шапки нефтегазового коллектора и разработаны теоретические основы скважинного зондирования структуры коллектора с помощью субнаносекундных электромагнитных импульсов.

Разработанные спектроскопические диэлектрические модели влажных и мерзлых почв, грунтов и пород позволяют решать принципиально новые задачи радарного и радиотеплового зондирования поверхности суши и подповерхностного зондирования почв и пород:

  • определять полное содержание влаги в поверхностном слое почвенного покрова не только для талых, но и мерзлых почв в широком диапазоне температур с высокой точностью;
  • определять отдельно содержание связанной и свободной почвенной воды;
  • определять содержание глинистой фракции в минеральном составе почвенного покрова и влажность устойчивого увядания почвы;
  • проводить классификацию талого и мерзлого состояние верхнего слоя почвенного покрова;
  • осуществлять калибровку приборов импульсного рефрактометрического зондирования влажности почвенного покрова;
  • проводить математическое моделирование распространения нано и субнаносекундных электромагнитных импульсов в почве и породах нефтегазового коллектора с целью создания новых средств и приборов георадарного зондирования влажности почвенного покрова и каротажа промысловых и разведочных скважин.

В лаборатории имеется диэлькометрическая установка для проведения диэлектрической спектроскопии влажных почв, грунтов и флюидосодержащих горных пород (рис.1), а также радиометрический комплекс для проведения натурных измерений процессов оттаивания и замерзания почвенного покрова (рис.2).

Диэлькометрическая установкаРадиометрический комплекс
Рис.1. Диэлькометрическая установка Рис.2. Радиометрический комплекс

Лаборатория является базовой для подготовки магистров и аспирантов Сибирского аэрокосмического университета им. М.Ф. Решетнева по специальности «физика» и «геодезия и дистанционное зондирование». Заведующий лабораторией член-корреспондент РАН Миронов В.Л. является заведующим кафедрой «Космических материалов и технологий» СибГАУ. В лаборатории выполнены и защищены две кандидатские диссертации.

Важнейшие публикации:

  1. Dielectric Model of Tundra Soils Developed.
  2. Миронов В.Л., Лукин Ю.И. Физическая модель диэлектрических спектров талой и мерзлой бентонитовой глины в диапазоне частот от 1 до 15 ГГц //Известия вузов. Физика, т. 53, №9/2, с. 19-20, 2010.
  3. Эпов М.И., Миронов В.Л., Музалевский К.В., Кабанихин И.С. Применение метода дискретных источников для расчёта полей СШП импульсного электромагнитного дипольного зонда в средах нефтегазового коллектора //Известия вузов. Физика, т. 53, №9/3, с. 257-262, 2010.
  4. Эпов М.И., Савин И.В., Миронов В.Л. Физическая диэлектрическая модель реальных нефтесодержащих пород в диапазоне частот от 0,5 до 15 ГГц //Известия вузов. Физика, т. 53, №9/3, с. 247-250, 2010.
  5. П.П.Бобров, В.Л.Миронов, А.С. Ященко. Суточная динамика радиояркостных температур почв на частотах 1.4 и 6.9 Ггц в процессах промерзания и оттаивания //Радиотехника и Электроника, том 55, № 4, с.424-431, 2010.
  6. V.L. Mironov, R.D. De Roo, and I.V. Savin, “Temperature-Dependable Microwave Dielectric Model for an Arctic Soil” //IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 48, no. 6, pp.2544-2556, Jun. 2010.
  7. Эпов М.И., Миронов В.Л., Бобров П.П., Савин И.В., Репин А.В. Исследование диэлектрической проницаемости нефтесодержащих пород в диапазоне частот 0,05–16 ГГц //Геология и геофизика. Т. 50, №5, стр. 613-618, 2009.
  8. Эпов М.И., Миронов В.Л., Комаров С.А., Музалевский К.В. Распространение сверхширокополосного электромагнитного импульса в средах флюидонасыщенного слоистого коллектора //Геология и геофизика, т. 50, №2, с.58-66, 2009.
  9. Valery Mironov and Pavel Bobrov, “Spectroscopic Microwave Dielectric Model in Moist Soils” //”Advances in Geoscience and Remote Sensing” edited by Gary Jedlovec Published by In-Teh (intechweb.org), pp. 279-303, 2009.
  10. V.L. Mironov, L.G.Kosolapova, and S.V. Fomin, «Physically and Mineralogically Based Spectroscopic Dielectric Model for Moist Soils,» IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol.47, no.7, pp.2059-2070, July 2009.
  11. Mironov V.L. and Fomin S.V. Temperature Dependable Microwave Dielectric Model for Moist Soils in PIERS Proceedings,
  12. arch 23-27, Beijing CHINA, 831 - 835, 2009.
  13. Mironov V.L., Lukin Yu.I. Temperature Dependable Microwave Dielectric Model for Frozen Soils in PIERS Proceedings, August 18-21, Moscow Russia, 928 - 932, 2009.
  14. Способ определения влажности устойчивого завядания Пат. 2331062 С1 Рос. Федерация: МПК G01N22/04( 2006/01) /Бобров П.П., Миронов В.Л., Ященко А.С.; - №2006135882/09; заявл. 10.10.2006; опубл. 10.08.2008, Бюлл. №22.- 7 с.
  15. Дистанционный радиофизический способ определения влажности почвы: Пат. 2348924 С2 Рос. Федерация: МПК G01N22/04 (2006/01) /Бобров П.П., Миронов В.Л., Ященко С.А;.- №2006136482/09; заявл. 16.10.2006; опубл. 27.04.2008, Бюлл. №7.- 9с.
  16. М.И. Эпов, В.Л. Миронов, С.А. Комаров, К.В. Музалевский “Электромагнтиное зондирование флюидонасыщенного слоистого коллектора наносекундными импульсами” //Геология и геофизика, т. 48, №12, с. 1357-1365, 2007.
  17. Миронов В.Л., Косолапова Л.Г., Фомин С.В. Метод создания спектроскопической базы данных диэлектрических свойств влажных почв в СВЧ-диапазоне. Известия вузов. Радиофизика. Т. L, №4, стр. 339-349, 2007.
  18. V.L. Mironov, M. C. Dobson, V. H. Kaupp, S. A. Komarov, and V. N. Kleshchenko, «Generalized refractive mixing dielectric model for moist soils,» IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. 42, no. 4, pp. 773 – 785, 2004.


© И н с т и т у т Ф и з и к и
им. Л. В. Киренского СО РАН 1998—2012 Для вопросов и предложений

Российская академия наук СО РАН TopList