【摘要】：月球是人類深空探測歷程中的首要目標(biāo),月表熱環(huán)境信息有助于研究月球及太陽系的起源和發(fā)展。月表熱慣量作為重要的熱物理參數(shù),可以實現(xiàn)與月表巖性分布及月表物理溫度變化的綜合解譯,從而加深對月表物質(zhì)特性的認識。本文利用美國月球勘探飛行器任務(wù)中獲取的紅外亮溫數(shù)據(jù),結(jié)合物質(zhì)在紅外波段的Christiansen特征,反演了月表物理溫度;并在前人研究的基礎(chǔ)上提出了新的溫度剖面模型,結(jié)合微波輻射傳輸方程及中國“嫦娥”探月衛(wèi)星實測微波亮溫數(shù)據(jù),實現(xiàn)了月表溫度剖面的反演。通過與Apollo熱流實驗實測的月表溫度數(shù)據(jù)對比,驗證了上述溫度反演方法的合理性。表觀熱慣量作為真實熱慣量的近似,求解方法簡單,可以反映真實熱慣量的變化規(guī)律。本文通過反照率、太陽輻照度以及晝夜溫差對月表表觀熱慣量進行了估算。月表真實熱慣量本文采取了兩種方法進行反演。方法一為利用反演得到的溫度剖面結(jié)合熱物理參數(shù)模型,根據(jù)定義式計算熱慣量。方法二為結(jié)合熱傳導(dǎo)方程,借助計算得到的模擬溫度與實測溫度擬合,反演熱慣量�；跓釕T量的反演結(jié)果,本文從時間變化特性、縱向分布特性以及區(qū)域特性三個方面對反演得到的熱慣量數(shù)據(jù)進行比較分析。結(jié)果顯示,熱慣量在時間及空間兩個維度上的變化規(guī)律確實與物理溫度有極強的相關(guān)性,同時,由于熱慣量是影響月表晝夜溫度變化的關(guān)鍵因素,月表巖石含量極高的撞擊坑區(qū)域,熱慣量大,其晝夜溫差明顯小于同緯度臨近地區(qū)。月表溫度、巖性分布及熱慣量的交互驗證,為熱慣量反演方法的合理性提供了依據(jù)。
[Abstract]:The moon is the primary target in the exploration of deep space. The information of the thermal environment of the lunar surface is helpful to study the origin and development of the moon and solar system. As an important thermophysical parameter, the thermal inertia of the lunar surface can be interpreted comprehensively with the lithologic distribution of the lunar surface and the variation of the physical temperature of the lunar surface, thus deepening the understanding of the material characteristics of the lunar surface. In this paper, the physical temperature of the lunar surface is retrieved by using the infrared brightness temperature data obtained from the mission of the U. S. lunar exploration spacecraft and the Christiansen characteristics of the material in the infrared band. On the basis of previous studies, a new temperature profile model is proposed. Combining with the microwave radiation transfer equation and the measured microwave brightness temperature data from the Chang'e lunar exploration satellite in China, the inversion of the monthly surface temperature profile is realized. Through the comparison with the monthly surface temperature data measured by Apollo heat flux experiment, the rationality of the above-mentioned temperature inversion method is verified. As the approximation of the real thermal inertia, the apparent thermal inertia is simple and can reflect the change rule of the real thermal inertia. In this paper, the apparent thermal inertia of the lunar surface is estimated by albedo, solar irradiance and diurnal temperature difference. In this paper, two methods are used for inversion of the real thermal inertia of the lunar surface. Method one is to calculate the thermal inertia according to the definition formula by using the temperature profile obtained from the inversion combined with the thermal physical parameter model. The second method is to inverse the thermal inertia by fitting the simulated temperature with the measured temperature in combination with the heat conduction equation. Based on the inversion results of thermal inertia, the thermal inertia data obtained from the inversion are compared and analyzed from three aspects: time variation characteristics, longitudinal distribution characteristics and regional characteristics. The results show that the variation of thermal inertia in both temporal and spatial dimensions has a strong correlation with physical temperature. At the same time, because thermal inertia is the key factor affecting the day and night temperature change of the lunar surface, The thermal inertia of the impact crater area with very high rock content on the lunar surface is large and the temperature difference between day and night is obviously smaller than that in the area adjacent to the same latitude. The interactive verification of monthly surface temperature, lithologic distribution and thermal inertia provides a basis for the rationality of thermal inertia inversion method.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P184.5

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本文編號：2467638