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月球表面物理温度分布模型及数值计算

廖翼  
【摘要】:探测月壤厚度是探索月球的重要目标之一,反演月壤厚度需要建立准确的微波辐射亮度温度模型。月球表面物理温度分布是模型的关键参数。月球表面物理温度是随月球表面经纬度、深度和时间变化的函数。 本文从热传导理论出发,结合之前学者提出的多种计算月表温度的物理模型,提出改进的求解月表温度的热传导模型。随后精确地推导和计算模型中的太阳辐照度、地球辐射和月球内部热流等各参数,详细地阐述了求解热传导方程数值计算的方法和过程,分析了热导率、热容、月壤密度等各参数对模型计算温度所产生的误差。通过与Apollo着陆地区实测结果及文献中结果的比较,表明此模型的计算结果能够较好地反映全月表温度分布情况。 针对月表地形起伏会产生互相遮挡而影响太阳辐射,使月球表面温度发生剧烈变化的情况,本文提出两种利用月表地形起伏修正物理温度的模型。最后结合实测的激光高度计数据进行了初步的温度计算。结果表明:月表地形起伏会对月表物理温度造成不可忽略的影响。


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