Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1149951), страница 2

Файл №1149951 Диссертация (Определение южной границы высыпания в среднюю полярную атмосферу ультра-энергичных релятивистских электронов методом СДВ) 2 страницаДиссертация (1149951) страница 22019-06-29СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Суть этого явления, как установленокосвенным СДВ – методом анализа, заключается во вторжении в среднюю полярную атмосферуЗемли высокоэнергичных релятивистских электронов с энергией ~100 МэВ. Вторгающиесяэлектроны тормозятся в окрестности 40 км над поверхностью земли и генерируют тормозноерентгеновское излучение, которое ионизирует атмосферу в области 10 – 40 км и вызываетпоявление спорадического– слоя [2, 6, 7, 8]. Пространственный масштаб таких возмущенийсоизмерим с авроральной зоной Земли, а их длительность составляет от десятка минут донескольких часов.

Факт существования описанного явления был получен только косвеннымметодом благодаря многолетним и непрерывным наземным измерениям амплитуд и фазсверхдлинноволновых (СДВ) сигналов 10 – 16 кГц на полностью авроральной и частичноавроральной радиотрассах [2, 5]. Данный тип аномальных атмосферных возмущений нерегистрируется другими известными средствами мониторинга состояния области нижнейионосферы – средней атмосферы. Кроме того, не существует прямых (спутниковых) измеренийуказанных спорадических электронных потоков такой большой плотности в ближнем космосе.5Названное спорадическое явление оказалось новым для геофизики.

Одной из важнейшихособенностей наблюдавшегося явления состоит в том, что вторгающиеся в верхнюю атмосферуэлектроны не проникают в средние широты. Согласно грубой оценке эта величинасоответствует ~ 60° N [5]. Проблемаопределения южной (экваториальной) границывозмущения по наземным СДВ данным в условиях отсутствия спутникового мониторинганазванных корпускулярных высыпаний является актуальной задачей. Она является таковой сточки зрения познания нового геофизического явления, с точки зрения сохранностителекоммуникационнойаппаратуры в ближнем космосе и с точки зрения безопасностифункционирования живых объектов в средней атмосфере в условиях тормозных рентгеновскихлучей.

При этом отмечаем, что мониторинг СДВ – сигналов в полярной области остаетсяединственным средством исследования случаев вторжения высокоэнергичных релятивистскихэлектронов, то дальнейший более детальный анализ имеющихся СДВ данных представляетсяактуальной задачей.Цель работыЦелью данной работы является определение планетарных масштабов возмущений за1982 – 1987 годы, вызванных вторжением высокоэнергичных релятивистских электронов вполярную область атмосферы, по известным данным вариаций СДВ сигналов в диапазоне 10 –16 кГц, которые распространялись вдоль полностью и частично высокоширотных радиотрасс.Задачами диссертации являются:1. Исследование динамики электрических свойств средней атмосферы на начальнойи восстановительной стадиях спорадических аномальных СДВ-возмущений:нахождение временных зависимостей модуля коэффициента отражения первогоионосферного луча и эффективной высоты возмущенного волноводного канала«Земля – ионосфера» по известным вариациям амплитуд и фаз сигналоввысокоширотной радиотрассы Алдра – Апатиты.

Такое исследование в настоящейработе определено как решение обратной СДВ – задачи первого типа. Основнымпризнаком аномальности возмущения является качественное подобие вариацийвсех трех СДВ – сигналов, отличающихся друг от друга значениями частоты.Указанное подобие на тех же расстояниях (около 1000 км – средняя зонарасстояний от источника СДВ – излучения) никогда не наблюдалась в средних инизких широтах.2. Исследование корректности решения обратной СДВ – задачи по причинам: 1)характерный масштаб неоднородности по вертикале ионизованного атмосферного6слоя соизмерим с длиной электромагнитной волны; 2) связь между параметрамиэлектрическойпроводимостислояихарактеристикамираспространениятрансцендентная, и поэтому соответствующая обратная задача неоднозначна; 3)эффективные частотные полосы амплитудных каналов (пиковые детекторы) вэксперименте были на несколько порядков больше, чем полосы фазовых каналов(синхронное детектирование); 4) скорость изменения состояния электрическихсвойствионизованного«инерционностью»слоянеамплитудныхобязанаиаприорифазовыхбытьканалов;5)согласованнойснеприменимостьстандартных методов оценки погрешностей конечного результата; 6) возможныеизменения отношения сигнал / шум по амплитудным каналам на порядок (от 10 до 1)по причине интерференционного характера изменений сигналов в указанной зонерасстояний.3.

Определение глобального масштаба возмущений, вызывавшихся вторжением ватмосферу УРЭ: определение южной (экваториальной) границы области вторженияпотока высокоэнергичных релятивистских электронов по известным амплитудным ифазовым вариациям СДВ – сигнала, распространяющегося вдоль частичновысокоширотной радиотрассы Великобритания – Апатиты.

Это исследование внастоящей работе определено как решение обратной СДВ – задачи второго типа.Такая задача никем не решалась даже для случаев вторжения протонов ватмосферу Земли, исследование которых непрерывно ведется в течение более 70лет.4. Оценка влияния на определение границы возмущения эффектов отражения иперевозбуждения нормальных волн на неоднородности радиотрассы, порождаемойвысыпанием УРЭ и вариаций проводимости земной поверхности вдоль радиотрассы.5.

Выполнить сравнительный анализ точности трех алгоритмов вычислениясобственных значений поперечного оператора для волновода «Земля – ионосфера(спорадический– слой)» в импедансной постановке задачи: обобщенного методаШумана [92], метода интегрирования нелинейного уравнения Рикатти [63, 64] иприближенного вариационного метода моментов [59]. Исторический возврат куказанной импедансной постановке вычислительной задачи стал возможен благодарярешению обратной СДВ – задачи первого типа.

Нахождение комплексногокоэффициента отражения волны от верхней среды по экспериментальным СДВданным одновременно означает нахождение «экспериментального»значенияимпеданса.6. Ответить на вопрос о степени пространственной однородности высыпаний УРЭ.7Научная новизна:Представленные в данной диссертации оригинальные результаты были полученычисленными методами на основе существующей теории распространения сверхдлинныхрадиоволн. Алгоритм вычисления зависимостей от времени эффективной высоты и модулякоэффициента отражения от верхней среды приземного волновода каналабыл взят изимеющихся литературных источников (самосогласованный метод решения обратной СДВ –задачи [62, 75]) и применен к набору СДВ – возмущений за 1982 – 1987 годы, которые ранее неисследовались.Полученныеаномальныевариацииэлектрическихпараметровспорадического слоя ионизации дополняют статистику исследованных аномальныхвозмущений и одновременно являются неотъемлемым этапом решения основной задачинашей работы – задачи по определению границы высыпания.

Использованный алгоритмопределенияюжнойграницыявлениявторженияультра-энергичныхрелятивистскихэлектронов по наземным СДВ данным является абсолютно оригинальным.1. Решена обратная СДВ – задача 1-ого типа для представительного набора случаеввторжения УРЭ, наблюдавшихся в 1982 – 1987 годах.2. Впервые была решена обратная СДВ-задача 2-ого типа для неоднороднойрадиотрассы Великобритания – Апатиты и определена южная граница высыпанияультра-энергичных релятивистских электронов.

Впервые “точно” учтен эффектперевозбуждения основной нормальной волны в другие нормальные волны награнице области вторжения высокоэнергичных электронов (на границе соспорадическим– слоем).3. Выполнен сравнительный анализ точности и эффективности трех методоввычисления собственных значений для поперечного оператора, соответствующемусферическому изменяющемуся во времени волноводу, с помощью которогомоделируется динамика аномального возмущения приземного волноводныйканал с спорадическим Ds-слоем.4.

Численным методом показано, что для корректного решения обратной СДВ –задачи 1 – ого типа необходимо, чтобы число входных экспериментальных функцийвремени, характеризующих аномальные СДВ – возмущения, не менее чем в три разапревышало число искомых параметров, характеризующих динамику электрическихсвойств возникающего спорадического– слоя.5. Впервые с помощью представленного численного анализа (совместного решенияобратных СДВ – задач 1 – ого и 2 – ого типа) аргументирована относительная8однородностьвозмущенияэлектрическойпроводимостив–слоевпространственном масштабе соизмеримым с площадью 10 градусов долготы на 5градусов широты.Достоверность результатовОсновные результаты работы получены с помощью двух широко известных методоврешения задач распространения волн СДВ диапазона в волноводном канале земля – ионосфера[59].

Первый из них является лучевой метод, который был использован при анализе динамикиэлектрических свойств волноводного канала «Земля – ионосфера (спорадический– слой)».Второй метод, основывающиеся на представлении решения виде ряда нормальных волн, былприменен при решении обратной СДВ задачи для неоднородной радиотрассы Великобритания– Апатиты.Приведенный в настоящей работе численный анализ был выполнен на основеэкспериментальных СДВ – данных, полученных сотрудниками ПГИ КНЦ РАН в 1982 – 1992 гг.Достоверность этих экспериментальных данных подтверждена какбольшим числомпубликаций сотрудников ПГИ КНЦ РАН, так и использованием СДВ – данных при проведениигеофизического и численного анализа СДВ – возмущений различной геофизической природы:вторжение в среднюю атмосферу ультра-энергичных релятивистских электронов, высыпаниеавроральных электронов, высыпания солнечных протонов (явление ППШ), рентгеновскиевспышки на Солнце, переходные условия «день – ночь» на радиотрассе распространениясигнала [1 – 8].Основным критерием достоверности представленных результатов на всех этапахпредставленного анализа является малость функционала-невязки в случае первой обратнойСДВ – задачи и функции-невязки в случае 2-ой обратной СДВ – задачи.

Характеристики

Список файлов диссертации

Определение южной границы высыпания в среднюю полярную атмосферу ультра-энергичных релятивистских электронов методом СДВ
Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее