4. 2、環(huán)形坑的微波輻射特征
撞擊坑布滿月球表面,包括撞擊坑環(huán)形山輻射線以及與撞擊坑有關(guān)的隆起構(gòu)造。本文選擇了不同地區(qū)的撞擊坑,研究它們的微波輻射特征。通過一系列坑的研究發(fā)現(xiàn),撞擊坑亮溫與太陽輻射相關(guān)度較全球有所降低,顯示出太陽輻射在月球局部地區(qū)微波輻射中影響有所下降。物性、高程、地形的影響程度增強(qiáng)。撞擊坑內(nèi)表現(xiàn)出來的亮溫特征較為復(fù)雜。不同頻率也具有不同特點(diǎn)。而且在白晝,對于坑中心高程較高坑,中心亮溫較低于坑內(nèi)其它地區(qū)。在本文中只給出哥白尼坑與第谷坑的微波輻射分布特征及相關(guān)分析。
(1)、哥白尼撞擊坑(Copernicus Crater)
中心坐標(biāo)20. 1°W ,9. 7°N ,直徑為93 km ,深度3. 8 km。該區(qū)微波輻射亮溫特征如下: 白晝,低頻3 GHz和7. 8 GHz的亮溫坑內(nèi)低于坑外,以坑中心為最低點(diǎn),呈梯狀向周圍遞增,呈現(xiàn)環(huán)狀結(jié)構(gòu),并且西、北部亮溫變化緩于南部。19. 35 GHz 與37 GHz的亮溫與坑外比仍低于坑外,但環(huán)狀變化不明顯并呈現(xiàn)一定的復(fù)雜性。黑夜,4 個頻率亮溫均是坑內(nèi)低于坑外,呈明顯環(huán)狀。與白晝TB3 變化相仿,北部亮溫變化緩于南部亮溫變化(見圖15)。對晝夜的亮溫進(jìn)行差值運(yùn)算,可以發(fā)現(xiàn)晝夜低頻的差別很小,隨頻率增加差別有所增大。
圖15、哥白尼坑的光學(xué)、高程與亮溫分布圖
對該區(qū)進(jìn)行相關(guān)因素分析,結(jié)果如下:與太陽輻射的關(guān)系。白晝,各頻率微波亮溫與太陽高度角的相關(guān)低于全球規(guī)律,不同頻率之間差別較大,其中與TB19. 35 相關(guān)度較高(0. 850)。黑夜,太陽高度角與各頻率亮溫呈低到弱相關(guān),且隨頻率增大影響有所增強(qiáng)。表明該區(qū)受太陽輻射的影響較低,其它因素的影響增強(qiáng)。對不同頻率影響不同,說明哥白尼撞擊坑分層結(jié)構(gòu)明顯。與高程的關(guān)系。白晝單相關(guān)分析結(jié)果3 GHz 與之相關(guān)度最高,7. 8 GHz 的次之,37 GHz的最小,除37 GHz ,其它頻率與其的相關(guān)度均大于偏相關(guān)分析結(jié)果。黑夜,單相關(guān)分析各頻率亮溫與高程均呈中度正相關(guān),均大于偏相關(guān)分析結(jié)果。表明該區(qū)物性具高程分異性。與光學(xué)特征的關(guān)系。白晝,單相關(guān)分析結(jié)果除37 GHz ,其它頻率亮溫與光學(xué)特征均呈高到中度負(fù)相關(guān),均大于偏相關(guān)分析結(jié)果。黑夜,單相關(guān)分析結(jié)果各頻率亮溫與光學(xué)特征呈中度負(fù)相關(guān),均大于偏相關(guān)分析結(jié)果。表明表層物性具一定異常。
綜上,哥白尼撞擊坑白晝受太陽輻射影響較弱,表明該區(qū)受高程、光學(xué)特征、物質(zhì)成分的影響較強(qiáng)。而根據(jù)這些因素對不同頻率的影響可以推斷,哥白尼撞擊坑分層結(jié)構(gòu)明顯,高程與物質(zhì)分布具有相關(guān)性,結(jié)合亮溫特征,推斷表層物質(zhì)異于坑外其它地區(qū),坑內(nèi)物性也有較大差異。
(2)、第谷月坑(Tycho Crater)
中心坐標(biāo)11. 1°W,43. 4°S ,直徑85 km ,深度4. 8 km。其微波輻射亮溫分布如圖16。白晝,第谷坑在遵從緯度影響的前提下,即北部溫度高于南部,更有一個突出特點(diǎn),即坑內(nèi)亮溫高于坑外。這與哥白尼坑相反,表明兩坑的物性結(jié)構(gòu)的不同。相關(guān)分析結(jié)果如下:白晝,TB3 與太陽高度角呈中度正相關(guān),其它頻率與之呈弱相關(guān),表明太陽高度角對該區(qū)的影響程度大大降低,其它因素的影響增大;各頻率與高程呈中度負(fù)相關(guān),其中對19. 35 GHz 的影響相對較大,其次是7. 8 GHz。表明高程對亮溫影響較大;各頻率與光學(xué)特征呈低度正相關(guān),對19. 35 GHz 與7. 8 GHz 的影響較大。綜上,該區(qū)物分有一定的高程分異性,坑內(nèi)物質(zhì)剖面異于哥白尼坑,也異于其它區(qū)域。
圖16、第谷坑的光學(xué)、高程與亮溫分布圖
5、研究結(jié)果
通過月球微波輻射特征研究,初步認(rèn)為:第一,月球的微波輻射具有顯著的時空頻差異性:不同時段月球的微波輻射亮溫顯著不同。不同頻段月球的微波輻射亮溫顯著不同。隨緯度帶和經(jīng)度帶不同而顯著不同———赤道地區(qū)最高,向兩極逐漸降低。正面半球微波輻射特征異于背面半球。南極微波輻射特征異于北極。顯示出月球物化性質(zhì)分布的空間分異性。第二,對于整個月球,太陽輻射是影響月球表層及次表層(至少是3 GHz 能穿透的深度內(nèi))微波輻射的重要因素。月球的微波輻射與高程及光學(xué)性質(zhì)呈現(xiàn)一定的關(guān)系,但它們的影響總體是小量,且不同緯度上影響程度有所差異。