湿土壌のマイクロ波誘電挙動 - 第II部：誘電混合モデル

本論文は、土壌と水の混合物のマイクロ波誘電挙動を水分量と土壌のテクスチャー組成の関数として評価するシリーズの第2部です。第II部では、第1部に示されたデータを基に、1.4～18 GHz範囲の適切な経験的および理論的誘電混合モデルを展開します。屈折率に基づく半経験的混合モデルが提示されており、体積水分や土壌テクスチャー組成といった容易に確認できる土壌物理パラメータのみを入力として必要とします。また、親水性土壌粒子表面に隣接する結合水の水和層の存在を明示的に考慮した理論モデルも提示されます。4成分の誘電混合モデルは、土壌と水のシステムを、ランダムに分布しランダムに向いている円盤状の結合水、バルク水、空気の内包物を含む乾燥土壌固体のホストメディアとして扱います。バルク水成分は、周波数、温度、塩分に依存するものとみなされます。土壌溶液は、土壌物理モデルによって1) 結合成分と2) バルク土壌溶液に区別されます。各モデルの性能は、土壌水分、土壌テクスチャー、周波数の関数として評価され、1.4 GHzから18 GHzの範囲で、砂質ロームから粘土質シルトまでの5種の土壌の誘電測定値を使用します。半経験的混合モデルは、4 GHz以上の周波数において測定データに非常によく適合します。