Распространение земных волн.

 

Электрические свойства Земли, как любой среды оцениваются ε_rзм, μ_rзм, σ_зм

Все виды земной поверхности обычно считают немагнитными μ_rзм=1,

а ε_rзм, σ_зм будут изменятся в широких пределах при изучении условий распространения радиоволн.

Составляющими земных покровов являются различные виды почв, водная поверхность (пресная вода рек , озер), морская вода, вода в виде снега и льда, лес.

Почва. На электрические свойства основное влияние оказывает не химический состав, а способность поглощать влагу и удерживать ее.

Например, суглинок в естественных условиях σ =10^-2см/м в сухом состоянии ведет себя как гранит σ =10^-4см/м. в течении года содержание влаги в верхних толщах Земли меняется до глубины 1 м, а ниже влажность постоянна.

Вода. Электрические свойства воды зависят от ее солености. С увеличением солености растет σ _в Условно рассматривают воду морскую и пресную, хотя содержание солей в воде различных морей не одинаково. Вода пресных водоемов содержит примеси.

Растительность, снег, лед, покрывающие почву, могут рассматриваться как полупроводящие слои, лежащие на поверхности почвы. Эти покровы особенно влияют на см и мм волнах. В таблице приведены ориентировочные значения ε_rзм, γ_зм различных земных покровов.

 

Таблица 3.1

Вид земної поверхні або покриття	Довжина хвилі λ,м	Відносна діелектрична проникність ε	Питома електрична провідність σ, См/м
Морська вода	Більше 1,0 0,1 0,03 0,003	75 70 65 10	1...6 1...6 10...20 10...20
Прісна вода річок, озер	Більше 1,0 0,1 0,03 0,003	80 75 65 10	10-2…3∙10-2 1...2 10...20 -
Вологий ґрунт	Більше 1,0 0,1 0,03	20...30 20...30 10...20	2∙10-2…3∙10-1 5∙10-1…1 1...3
Сухий ґрунт	Більше 1,0 0,1 0,03	3...6 3...6 3...6	10-5 ...2∙10-3 10-2 ...7∙10-2 10-1 ...2∙10-1
Мерзлий ґрунт	Більше 1,0 0,1 0,03	3...6 -	10-3 ...10-2 -
Лід (t = -10°С)	Більше 1,0 0,1 0,03	4...5 3...5 3...2	10-2 ...10-1 10-4 ...10-3 10-4 ...10-3
Сніг (t = -10° С)	Більше 1,0 0,1 0,03	1,2 1,2 1,2	10-6 10-5 10-5
Ліс	Більше 10 0,1	1,004 1,04...1,4	1...6 10-6 ...10-5 10-5 ...10-3

 

Величины ε_rзм, σ _зм не дают полной характеристики условий распространения радиоволн в Земле и вдоль ее поверхности. Среды разделяют на диэлектрики и проводники в курсе распространения радиоволн не по ε_rзм, σ _зм , а по соотношению плотностей токов смещения J_см и тока проводимости J_пр

.

По отношению к земной поверхности критерием разделения ее на диэлектрики, полупроводники и проводники будет являться соотношение между действительной и мнимой частью комплексной диэлектрической проницаемостью земли, а именно

( )

Если >> 1 то земную поверхность можно считать диэлектриком;

- земная поверхность полупроводник;

<< 1 – земная поверхность по свойствам приближается к проводнику.

Если - то почва диэлектрик, и если то почва проводник.

Электрические свойства земной поверхности удобно оценивать относительной комплексной диэлектрической проницаемостью:

 

В условиях реальной земной поверхности

Обычно не бывает больше 10 и только в исключительных случаях 2—5 (сухой песок в см – диапазоне)