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土壤介电常数的计算

文献调研，大致有三种土壤介电常数混合模型，LandEM使用的是1985年版本的Dobson mixing model.
《Microwave Dielectric Behavior of Wet Soil-Part II: Dielectric Mixing Models》Dobson et al. 1985. IEEE TRANS.
先计算纯水的介电常数，Debye迟豫公式，采用的是Stogryn 1971 《Equations for Calculating the Dielectric Constant of Saline Water》

输入量

  • freq：频率、t_soil：土壤温度
  • vmc：土壤湿度-volumetric moisture content(m^3/m^3; dimensionless)
  • rhob：bulk volume density of the soil (1.18-1.12) ; 单位体积内的土壤重量

    这里的bulk volume density是堆积物的结构参数，也就是单位体积内的填充物的重量，单位一般是g/ml
    详见链接 Butterfly

  • rhos：density of the solids (2.65 g.cm^3 for solid soil material) ;土壤中固体的物理密度
  • sand/clay：sand/clay fraction (sand + clay = 1.0)

除了Dobson方案外，还有 Wang and Schmugge (1980)，以及 Mironov et al. (2004)等的一系列模型。
SMOS soil moisture 采用的是Dobson before L2 V5.5；Mironov since L2 V5.5 (April 2012)
SMAP soil moisture 则是直接采用了 Mironov εG = f(SM, TG, %clay)