月球若干地区微波辐射特征研究

根据研究，在月球盆地或月海中具有“mascon”异常特征。以往的探月资料所发现的mascon 有十几个，绝大多数分布在月球正面靠近赤道附近，最近日本Selena 数据处理结果认为这些mascon 也许需要重新标定，它将mascon 分为3 个级别，其中史密斯海（Smyt hii）等属于主要mascon 区，科罗廖夫（Korolev）等属于第二类。mascon 的异常有助于推测地区的性质，如一些学者认为mascon 异常主要由分布在盆地月壳中的具有高密度、且呈层状的物质所引起，也有一些解释认为mascon 下可能存在月幔柱。但目前这些推断都还缺乏直接的证据。而月球微波辐射数据也许能提供有用资料。而从物理角度说，月球全球重力变化既是月球形状反映，也是月球内部物质分布的反映。因此，理论上从微波辐射角度探索重力异常区的亮温异常也是有可能的，而本文分析的史密斯海和科罗廖夫盆地异常也许也可以提供一些实际的佐证。

4. 2、环形坑的微波辐射特征

撞击坑布满月球表面，包括撞击坑环形山辐射线以及与撞击坑有关的隆起构造。本文选择了不同地区的撞击坑，研究它们的微波辐射特征。通过一系列坑的研究发现，撞击坑亮温与太阳辐射相关度较全球有所降低，显示出太阳辐射在月球局部地区微波辐射中影响有所下降。物性、高程、地形的影响程度增强。撞击坑内表现出来的亮温特征较为复杂。不同频率也具有不同特点。而且在白昼，对于坑中心高程较高坑，中心亮温较低于坑内其它地区。在本文中只给出哥白尼坑与第谷坑的微波辐射分布特征及相关分析。

（1）、哥白尼撞击坑（Copernicus Crater）

中心坐标20. 1°W ，9. 7°N ，直径为93 km ，深度3. 8 km。该区微波辐射亮温特征如下: 白昼，低频3 GHz和7. 8 GHz的亮温坑内低于坑外，以坑中心为最低点，呈梯状向周围递增，呈现环状结构，并且西、北部亮温变化缓于南部。19. 35 GHz 与37 GHz的亮温与坑外比仍低于坑外，但环状变化不明显并呈现一定的复杂性。黑夜，4 个频率亮温均是坑内低于坑外，呈明显环状。与白昼TB3 变化相仿，北部亮温变化缓于南部亮温变化（见图15）。对昼夜的亮温进行差值运算，可以发现昼夜低频的差别很小，随频率增加差别有所增大。

图15、哥白尼坑的光学、高程与亮温分布图

对该区进行相关因素分析，结果如下:与太阳辐射的关系。白昼，各频率微波亮温与太阳高度角的相关低于全球规律，不同频率之间差别较大，其中与TB19. 35 相关度较高（0. 850）。黑夜，太阳高度角与各频率亮温呈低到弱相关，且随频率增大影响有所增强。表明该区受太阳辐射的影响较低，其它因素的影响增强。对不同频率影响不同，说明哥白尼撞击坑分层结构明显。与高程的关系。白昼单相关分析结果3 GHz 与之相关度最高，7. 8 GHz 的次之，37 GHz的最小，除37 GHz ，其它频率与其的相关度均大于偏相关分析结果。黑夜，单相关分析各频率亮温与高程均呈中度正相关，均大于偏相关分析结果。表明该区物性具高程分异性。与光学特征的关系。白昼，单相关分析结果除37 GHz ，其它频率亮温与光学特征均呈高到中度负相关，均大于偏相关分析结果。黑夜，单相关分析结果各频率亮温与光学特征呈中度负相关，均大于偏相关分析结果。表明表层物性具一定异常。

综上，哥白尼撞击坑白昼受太阳辐射影响较弱，表明该区受高程、光学特征、物质成分的影响较强。而根据这些因素对不同频率的影响可以推断，哥白尼撞击坑分层结构明显，高程与物质分布具有相关性，结合亮温特征，推断表层物质异于坑外其它地区，坑内物性也有较大差异。

（2）、第谷月坑（Tycho Crater）

中心坐标11. 1°W，43. 4°S ，直径85 km ，深度4. 8 km。其微波辐射亮温分布如图16。白昼，第谷坑在遵从纬度影响的前提下，即北部温度高于南部，更有一个突出特点，即坑内亮温高于坑外。这与哥白尼坑相反，表明两坑的物性结构的不同。相关分析结果如下:白昼，TB3 与太阳高度角呈中度正相关，其它频率与之呈弱相关，表明太阳高度角对该区的影响程度大大降低，其它因素的影响增大；各频率与高程呈中度负相关，其中对19. 35 GHz 的影响相对较大，其次是7. 8 GHz。表明高程对亮温影响较大；各频率与光学特征呈低度正相关，对19. 35 GHz 与7. 8 GHz 的影响较大。综上，该区物分有一定的高程分异性，坑内物质剖面异于哥白尼坑，也异于其它区域。

图16、第谷坑的光学、高程与亮温分布图

5、研究结果

通过月球微波辐射特征研究，初步认为:第一，月球的微波辐射具有显著的时空频差异性:不同时段月球的微波辐射亮温显著不同。不同频段月球的微波辐射亮温显著不同。随纬度带和经度带不同而显著不同———赤道地区最高，向两极逐渐降低。正面半球微波辐射特征异于背面半球。南极微波辐射特征异于北极。显示出月球物化性质分布的空间分异性。第二，对于整个月球，太阳辐射是影响月球表层及次表层（至少是3 GHz 能穿透的深度内）微波辐射的重要因素。月球的微波辐射与高程及光学性质呈现一定的关系，但它们的影响总体是小量，且不同纬度上影响程度有所差异。