3. 2、月球微波輻射特征分析

月球微波輻射宏觀分布特征，揭示了其顯著的時空頻變化性。不同時段頻段微波輻射顯著不同:白晝亮溫高于黑夜亮溫，相同地區(qū)白晝高頻亮溫高于低頻亮溫，黑夜則呈現(xiàn)出低頻大于高頻的規(guī)律性；不同緯度微波輻射顯著不同———圖5 和圖6 中可以更清楚地體現(xiàn)亮溫與緯度的強(qiáng)相關(guān)關(guān)系，4 個頻率的最高亮溫均出現(xiàn)在赤道附近，最低亮溫出現(xiàn)在兩極，以赤道為中心呈現(xiàn)出大致對稱的分布。月球微波輻射亮溫的這些特征與其溫度剖面、物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、厚度、地形、粗糙度等因子有關(guān)。

圖5、全月白晝微波輻射亮溫隨緯度的變化圖

圖6、全月黑夜微波輻射亮溫隨緯度的變化圖

（1）、與溫度剖面的關(guān)系。根據(jù)已有研究，月球溫度剖面與地理位置有關(guān)，同時也具有時間變化特征，月球表層的溫度剖面主要受太陽輻射影響，太陽輻射在月球赤道附近的常年集中解釋了月球微波輻射空間分布特征的原因。因此本文將其轉(zhuǎn)化為與太陽高度角進(jìn)而是太陽輻射的關(guān)系。而本次探測中采樣點(diǎn)的太陽高度角與地理緯度的關(guān)系也為這種轉(zhuǎn)化提供了佐證。白晝，赤道地區(qū)的太陽高度角最大（圖7 左），而太陽高度角越大的地區(qū)，微波輻射亮溫越高（圖7 右）。黑夜，赤道地區(qū)的太陽高度角絕對值最大（圖8 左）， 而太陽高度角絕對值越大的地區(qū)，微波輻射亮溫越高（圖8右）。均是高度相關(guān)。表明太陽輻射是月球表層和次表層及一定深度內(nèi)的重要熱源，與月球表層與次表層的微波輻射具有重要關(guān)系。

圖7、白晝太陽高度角與緯度、亮溫（3GHz）的關(guān)系

圖8、黑夜太陽高度角與緯度、亮溫（3GHz）的關(guān)系

（2）、與厚度的關(guān)系。已有研究表明，月球高程與月壤厚度存在一定的相關(guān)關(guān)系，微波輻射與月壤厚度的關(guān)系研究，可轉(zhuǎn)化為與月球高程的關(guān)系研究。在本次研究中，發(fā)現(xiàn)高程對亮溫的影響相對于溫度對亮溫的影響是小量。但對于不同地區(qū)，其影響并不相同，具有區(qū)域性特點(diǎn)。從全球看，微波輻射數(shù)據(jù)與高程沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。但局部地區(qū)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，高程與亮溫呈現(xiàn)出一定的相關(guān)關(guān)系（圖9）。

圖9、白晝南北緯0. 5°之間4 個頻率的亮溫與高程關(guān)系

（3）、與物性的關(guān)系。表層物質(zhì)性質(zhì)在光學(xué)圖像中有所反映。從全球看，微波輻射亮溫與光學(xué)特征沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。但從局部地區(qū)分析，它們?nèi)跃哂幸欢P(guān)系。以南北緯0. 5°之間的亮溫數(shù)據(jù)為例， 單相關(guān)分析: - 0. 919 ，- 0. 935 ，- 0. 695 ，- 0. 176 ，偏相關(guān)分析- 0. 804 ，- 0. 840 ，- 0. 716 ，- 0. 489 。以南北緯5°之間的亮溫數(shù)據(jù)為例，單相關(guān)分析: - 0. 914 ，- 0. 927 ，- 0. 667 ，- 0. 136 ，偏相關(guān)分析: - 0. 820 ，- 0. 848 ，- 0. 725 ，- 0. 492 。表明在大尺度情況下，溫度在微波輻射中占絕對影響優(yōu)勢。而在中到小尺度情況下，表面物分、剖面介電常數(shù)、地形、粗糙度等的影響程度相對增大。