月球若干地区微波辐射特征研究

度的强相关关系，4 个频率的最高亮温均出现在赤道附近，最低亮温出现在两极，以赤道为中心呈现出大致对称的分布。月球微波辐射亮温的这些特征与其温度剖面、物质成分、结构、厚度、地形、粗糙度等因子有关。

图5、全月白昼微波辐射亮温随纬度的变化图

图6、全月黑夜微波辐射亮温随纬度的变化图

（1）、与温度剖面的关系。根据已有研究，月球温度剖面与地理位置有关，同时也具有时间变化特征，月球表层的温度剖面主要受太阳辐射影响，太阳辐射在月球赤道附近的常年集中解释了月球微波辐射空间分布特征的原因。因此本文将其转化为与太阳高度角进而是太阳辐射的关系。而本次探测中采样点的太阳高度角与地理纬度的关系也为这种转化提供了佐证。白昼，赤道地区的太阳高度角最大（图7 左），而太阳高度角越大的地区，微波辐射亮温越高（图7 右）。黑夜，赤道地区的太阳高度角绝对值最大（图8 左）， 而太阳高度角绝对值越大的地区，微波辐射亮温越高（图8右）。均是高度相关。表明太阳辐射是月球表层和次表层及一定深度内的重要热源，与月球表层与次表层的微波辐射具有重要关系。

图7、白昼太阳高度角与纬度、亮温（3GHz）的关系

图8、黑夜太阳高度角与纬度、亮温（3GHz）的关系

（2）、与厚度的关系。已有研究表明，月球高程与月壤厚度存在一定的相关关系，微波辐射与月壤厚度的关系研究，可转化为与月球高程的关系研究。在本次研究中，发现高程对亮温的影响相对于温度对亮温的影响是小量。但对于不同地区，其影响并不相同，具有区域性特点。从全球看，微波辐射数据与高程没有明显的相关关系。但局部地区的数据分析结果表明，高程与亮温呈现出一定的相关关系（图9）。

图9、白昼南北纬0. 5°之间4 个频率的亮温与高程关系

（3）、与物性的关系。表层物质性质在光学图像中有所反映。从全球看，微波辐射亮温与光学特征没有明显的相关关系。但从局部地区分析，它们仍具有一定关系。以南北纬0. 5°之间的亮温数据为例， 单相关分析: - 0. 919 ，- 0. 935 ，- 0. 695 ，- 0. 176 ，偏相关分析- 0. 804 ，- 0. 840 ，- 0. 716 ，- 0. 489 。以南北纬5°之间的亮温数据为例，单相关分析: - 0. 914 ，- 0. 927 ，- 0. 667 ，- 0. 136 ，偏相关分析: - 0. 820 ，- 0. 848 ，- 0. 725 ，- 0. 492 。表明在大尺度情况下，温度在微波辐射中占绝对影响优势。而在中到小尺度情况下，表面物分、剖面介电常数、地形、粗糙度等的影响程度相对增大。

以上反映出，对于月球的微波辐射特征，其影响因素具有复杂性特点。要认识月球、掌握其发展变化规律，其研究应该引入多尺度概念。

4、月球若干地区的微波辐射特征

月球微波辐射特征的宏观分布特征为认识整个月球奠定基础。而研究局部地区的微波辐射特征，有助于从较小尺度上进一步认识该星体。月球研究表明，月表主要由月陆、月海和环形坑组成。由此，研究中选择了典型月海、月陆及环形坑进行研究。而通过一系列局部地区的研究发现:不同地区微波辐射特征差别很大，不同月海之间，撞击坑之间，月陆之间都有很大不同；地理位置或者说太阳辐射对其微波辐射性质仍有影响，但其影响程度低于全球规律，有的月坑亮温特征甚至与其所处的纬度带并不相符。充分显示出局部温度剖面、物化性质、地形结构等的综合影响。就不完全统计意义上的月海区/ 撞击坑区与海区/ 坑区外亮温比，大体可分4 类:白昼与黑夜，区内均低于区外，如哥白尼撞击坑；白昼与黑夜，区内均高于区外，如史密斯海、科罗廖夫盆地；白昼，区内高于区外，黑夜，区内低于区外，如静海、汽海；白昼，区内低于区外，黑夜，区内高于区外，如澄海。撞击坑内的亮温特点，也呈现出复杂性。在白昼，对于坑中心高程较高的坑，中心亮温低于坑内其它地区。由于白昼或黑夜数据不全，其它地区的辐射亮温暂时未归入这些类别。研究还在进行。本文只给出静海、史密斯海、科罗廖夫盆地等的辐射特征及相关分析。

4. 1、典型月海的微波辐射特征

（1）、静海（Tranquillitatis）

静海，中心坐标31. 4°E ，8. 5°N ，直径873 km。该区微波亮温特征: 白昼，海内亮温高于海外，且TB37 > TB19. 35 > TB7. 8 > TB3 。黑夜，对于低频，海南部亮温高于海北部，从南到北呈逐渐递减趋势，对于高频，整体上仍然是南高北低，但各自又有相对的高亮温点，并呈现出海内亮温低于海外的特点，从而呈现一定的复杂性（如图10）。计算昼夜亮温差值，发现低频差别显著小于高频差别。

月海的微波辐射与相关因素的分析结果如