[ Список  научных сотрудников ]

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).

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,
arch 23-27, Beijing CHINA, 831 - 835, 2009.
12. 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.
13. 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.
14. 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.
15. 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.
16. 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.
17. 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.