Автореферат (1149578), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Ловозеро; в) поток протонов(GOES-15); г) риометрическое поглощение (обс. Ивало).это время наблюдалось небольшое повышение потока протонов, не превышающее значений, соответствующих первым двум рассмотренным случаям (см.рис. 4 и 5). Однако, вместо ожидаемого понижения групповых скоростей вовремя вспышки в данном случае было обнаружено их аномальное повышение. Этот факт не может быть объяснен в рамках гипотезы о слабом изменении шкалы высот профиля проводимости при переходе от невозмущенныхк возмущенным условиям [6], однако то, что значения скоростей во времявспышки соответствуют средним значениям групповой скорости для ночи,дает возможность предположить, что условия распространения в волноводеЗемля-ионосфера в данном случае и, соответственно, профиль проводимости13ионосферы, соответствовали ночным условиям.
Аналогично предыдущим, вданном случае спустя два дня после вспышки на Солнце регистрироваласьвозмущенная геомагнитная обстановка, на которую отреагировало риометрическое поглощение и не отреагировал волновой импеданс. Таким образом,исследование поведения волнового импеданса дает возможность диагностировать наличие неоднородностей проводимости ионосферы в окрестности станции, поскольку его значимые отклонения от средних значений свидетельствуют об отклонении от сферически–слоистой модели проводимости. Увеличениеже риометрического поглощения может свидетельствовать как о появлениилокальной неоднородности над риометром, так и о глобальном изменениисостояния нижней ионосферы.В работе проведены оценки параметров ℎ1 и профилей проводимости ионосферы по результатам измерений групповых скоростей на трассе Ловозеро-Баренцбург.
Принимая профиль проводимости в виде (ℎ) =0 exp ((ℎ − ℎ1 ) /) и задавая , получим связь между ℎ1 и измеренной скоростью в виде√2ℎ1 ℎ1 ℎ2(4)2ℎ1 ℎ2 − (ℎ1 + ℎ2 )2ℎ2 = ℎ1 + ln 2 2 ; (ℎ1 ) = 0 0 .(5)40 Для определения ℎ1 уравнения (4) и (5) решались численно. Для этого были взяты измеренные значения групповых скоростей во время локальногополудня на середине трассы Ловозеро-Баренцбург (см. рис. 4, 5 и 6). Перебирая значения и сравнивая полученные методом частичных отражений иизмеренные в ракетных экспериментах профили проводимости нижней ионосферы [1; 2; 4; 5; 8] с теми, что получаются при использовании выражений(4) и (5), мы выбрали то значение , при котором совпадение профилей былонаилучшим.Из рис.
7 следует, что можно получить хорошее согласование междуэкспериментальными и оцененными профилями проводимости для первыхдвух случаев. Разделение профилей, соответствующих спокойным дням (расположены левее) и возмущенным (расположены правее), имеет место как визмеренных профилях, так и в профилях, оцененных нами. Такое разделение объясняется уменьшением характерной высоты D-слоя ионосферы ℎ1 вовремя возмущений — по нашим оценкам высота ℎ1 в среднем уменьшилась созначения 47 км до значения 32 км, а параметр практически не изменился.Его среднее значение составило 4.4 км в спокойных условия и 4.7 км в возмущенных условиях. Этот факт согласуется с результатами работы [6], где = ·14было показано, что во время гелиогеофизических возмущений наклон профиля проводимости сохраняется.(6)(5)MarchO201290NovemberO201190(6)(5)(7)(4)(7)(4)(3)(1)8070(8)(9)(10)(11)(3)(1)6060(2)Height,Okm(9)(10)(11)Height,Okm(8)707060(2)5010-810-710-610-5-1Conductivity,OOm m10-4-1(8)(9)(10)(11)(3)(1)(2)50(6)(5)(7)(4)8080Height,OkmOctoberO2011905010-810-710-610-5-1Conductivity,OOm m10-4-110-810-710-610-5-1Conductivity,OOm m10-4-11) типичный дневной профиль [2]; 2) типичный ночной профиль [2]; 3) спокойный дневной профиль [5]; 4) спокойный дневной профиль [1]; 5) спокойный дневной профиль, полученный методом частичных отражений в п.
Туманный 25 сентября 1986 г. 14 ч. [8]; 6)спокойный дневной профиль, полученный методом частичных отражений в п. Туманный15 октября 1986 г. 13 ч. [8]; 7) спокойный дневной профиль, полученный методом частичных отражений в п. Туманный 15 октября 1986 г. 14 ч. [8]; 8) профиль во время PCA,полученный методом частичных отражений [1]; 9) профиль во время сильной вспышки[5]; 10) профиль во время PCA [5]; 11) профиль во время PCA, полученный в ракетномэксперименте [4].Рис.
7: Синим и красным цветом показаны оцененные профили в спокойных ивозмущенных условиях, соответственно; черным цветом - профили, полученныеэкспериментально.Для октября 2011 г. наилучшее согласование между профилями проводимости ионосферы было получено при средних значениях параметра = 5.1 км для спокойных условий и = 2.5 км для возмущенных. В тоже время, значения параметра ℎ1 для спокойных и возмущенных условийоказались практически одинаковыми, 46 км и 49 км, соответственно. Такимобразом, наблюдаемое в данном случае аномальное повышение скоростей вовремя гелиогеофизического возмущения, по-видимому, сопровождалось изменением наклона профиля проводимости. Поскольку значения групповойскорости, наблюдаемые 22-24 октября 2011 г., характерны для ночной ионосферы, можно предположить, что в данном случае протонное событие вызвало такие изменения профиля проводимости, которые сделали его похожим наночной профиль.15Полученные методом частичных отражений и измеренные в ракетныхэкспериментах профили проводимости хорошо согласуются с нашими результатами.
Можно утверждать, что предложенный нами подход к выявлениюизменений профиля проводимости нижней ионосферы и оценке ее дневногопрофиля может использоваться для мониторинга изменений состояния нижней ионосферы.приведены основные результаты работы:1. Рассмотрены имеющиеся технические решения, методы и алгоритмы обработки данных и модели распространения ЭМ возмущений СНЧ диапазонав волноводе Земля-ионосфера, связывающие профиль проводимости ионосферы с фазовой скоростью распространения и волновым импедансом.В заключении2.
Предложена схема организации эксперимента и сформулированы требования к параметрам аппаратуры для регистрации трех компонент ЭМ поля.Разработаны методы измерения ФЧХ и расчета АЧХ регистратора вертикальной электрической компоненты.3. Разработан и реализован метод приведения отсчетов сигналов компонентполя к одинаковой частоте дискретизации с сохранением их точной синхронизации с мировым временем и способ удаления помех от линий электропередач. Разработан программный инверсный фильтр для расчета напряженности поля из цифровых отсчетов АЦП, который применим дляизмерительных систем, передаточные функции которых являются дробнорациональными функциями.4.
Впервые произведены непрерывные измерения групповой скорости распространения и волнового импеданса ЭМ возмущений в авроральной области и исследованы особенности их изменений в спокойных и возмущенныхгелиогеофизических условиях. Показано, что изменения характера зависимости групповой скорости и волнового импеданса от времени являютсяиндикаторами возмущенности нижней ионосферы и могут быть использованы для мониторинга ее состояния в окрестности трассы. Впервые экспериментально найдено, что в спокойное время фазоваяскорость распространения ЭМ возмущений, расчитанная из измереннойгрупповой скорости согласуется с фазовой скоростью, оцененной черезизмеренное отношение / .
Этот факт является обоснованием применения сферически-слоистой модели ионосферы. Выявлено, что в возмущенных гелиогеофизических условиях среднесуточная скорость распространения ЭМ возмущений на авроральной трассе, как правило, снижается относительно невозмущенных условий, чтоможет быть вызвано уменьшением действующей высоты волновода ℎ116вследствие изменения профиля проводимости ионосферы во время возмущений. Найдено, что во время некоторых гелиогеофизических возмущений наблюдаются выраженные всплески волнового импеданса, максимумы которых превышают его среднее значение более чем в 2 раза.
Этот фактне следует из сферически-слоистой модели нижней ионосферы. Разумнопредположить, что такие отклонения являются индикатором возникновения неоднородностей проводимости D-слоя. Продемонстрирована возможность оценки параметров дневных профилей проводимости нижней ионосферы в окрестности трассы ЛовозероБаренцбург по результатам измерений групповых скоростей распространения ЭМ возмущений. Показано, что полученные профили проводимости согласуются с данными, полученными в ходе ракетных экспериментов и методом частичных отражений.Публикации автора по теме диссертации в журналах,рекомендованных ВАК.A1.Шкарбалюк М.Е., Пильгаев С.В., Ларченко А.В., Лебедь О.М., Филатов М.В., Фе-Эмулятор GPS-приемника как источник точного времени // Приборыи техника эксперимента.
— 2011. — № 2. — С. 110—115.доренко Ю.В.A2.Лебедь О.М., Пильгаев С.В., Федоренко Ю.В.Программно- аппаратный комплексдля фазовых измерений в крайне низких- сверхнизких диапазонах частот // Приборы и техника эксперимента. — 2012. — № 3. — С. 56—62.A3.Лебедь О.М., Кузнецова M.В., Федоренко Ю.В., Ларченко А.В.A4.ЛарченкоA5.Лебедь О.М., Федоренко Ю.В., Ларченко А.В., Пильгаев С.В.Вариации скорости распространения импульсных электромагнитных сигналов на трассе ЛовозероБаренцбург в СНЧ диапазоне // Вестник МГТУ. — 2014. — Т. 17, № 1.
— С. 204—212.А.В., Лебедь О.М., Федоренко Ю.В. Трехкомпонентные измеренияструктуры электромагнитного поля в диапазоне крайне низких и сверхнизких частот // Радиотехника и электроника. — 2015. — Т. 60, № 8. — С. 793—801.Реакция авроральной нижней ионосферы на солнечные вспышки в марте 2012 г. по данным наблюдений в СНЧ диапазоне // Геомагнетизм и аэрономия. — 2015. — Т.
55, № 6. — С.797–807.Другие публикации.A6.Лебедь О.М., Пильгаев С.В., Федоренко Ю.В.Методика измерений фаз гармонических сигналов на сети геофизических станций. // Вестник КНЦ РАН. — 2010. —№ 2. — С. 72—75.A7.Лебедь О.М., Пильгаев С.В., Федоренко Ю.В.A8.Лебедь О.М., Пильгаев С.В., Федоренко Ю.В.A9.Лебедь О.М., Пильгаев С.В., Федоренко Ю.В.Аппаратура и методика измеренийфаз гармонических сигналов на сети геофизических станций // Материалы конференции "Состояние и перспективы развития геофизических исследований в высокихширотах". — 2010. — С.
91—93.Аппаратура и методика измерения фазы гармонического сигнала в КНЧ-СНЧ диапазонах // "Physics of AuroralPhenomena": Proceedings of the 34th Annual Seminar, Apatity. — С. 166—169.Метод подавления импульсных помех при измерениях гармонических полей СНЧ диапазона // Материалы междунар.науч.-техн. конф. "Наука и образование - 2011". — МГТУ, 2011. — С.
225—232.17A10.Лебедь О.М., Пильгаев С.В., Федоренко Ю.В.A11.Ларченко А.В., Лебедь О.М., Федоренко Ю.В.A12.ЛебедьA13.Лебедь О.М., Федоренко Ю.В.A14.Лебедь О.М.A15.Ларченко А.В., Лебедь О.М., Филатов М.В. Комплексное измерение вертикальной компоненты электрического поля и горизонтальных компонент магнитного поляв КНЧ-СНЧ диапазоне // Труды конференции "Высокоширотные геофизическиеисследования". — Мурманск. 2013. — С. 95—98.A16.Суточные вариации отношения E/H,наблюдаемые в Ловозеро в диапазоне частот 150-200 Гц // Материалы междунар.науч.-техн. конф. "Наука и образование - 2011".
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
