Диссертация (1149951), страница 3
Текст из файла (страница 3)
В невязки входятразности экспериментальных и расчетных временных функций. Оценка точностивременных функций, которые характеризуют динамику возмущаемых электрическихсвойств среды, достигается повторном решением обратных задач для фиксированноговозмущения с искомыми начальными условиями, которые соответствуют разныммоментам времени этого возмущения.Основные положения, выносимые на защиту:1.Аномальные зависимости от времени эффективной высоты и модулякоэффициента отражения от верхней границы приземного волноводного9канала, возмущенного потоками ультра-энергичных релятивистскихэлектронов (УРЭ, СДВ – задача 1-ого типа). Они установлены по наборууникальных экспериментальных СДВ данных, полученных в ПГИ КНЦ РАН втечение десятилетия 1982 – 1992 годы.
При их получении путем численногоанализа установлено, что для корректного решения обратной СДВ – задачинеобходимо, чтобы число экспериментальных временных зависимостей,характеризующих аномальные СДВ – возмущения, не менее чем в три разапревышалочислоискомыхпараметров,описывающихдинамикуэлектрических свойств спорадического DS – слоя.2.Значения геомагнитных широт экваториальных границ высыпания УРЭ,c усредненным по событиям значением равным 61,3 ± 0,7 градусов, иметод их определения (решение обратной СДВ – задачи 2-ого типа).Вариации электрических свойств Земли вдоль радиотрассы оказываютнезначительное влияние на значение найденной границы высыпания.3.Обоснование применимости “Обобщенного шумановского метода” дляопределения собственных значений при решении обратной СДВ-задачи 2го типа.
Метод моментов дает удовлетворительное приближенное значение вслучаях аномальных возмущений. Обобщенный шумановский метод даетточный результат в тех же случаях. Оба метода применяются к модельномуприземному волноводу с “реальными” импедансными граничными условиямна верхней границе. Эти зависящие от времени импедансы получены врезультате решения обратной СДВ – задачи 1-ого типа.4.Утверждениеомалойзначимостиэффектовотраженияиперевозбуждения основной нормальной волны в другие волны на границевысыпания УРЭ при определении ее геомагнитной широты. Этоутверждениеполученосиспользованиемэффективныхпрофилейэлектрической проводимости, моделирующих спорадический DS – слой, итеории несамосопряженных операторов.5.Утверждение об относительнойпространственныхмасштабаходнородностиавроральнойвысыпаний УРЭврадиотрассыиS1возмущенной части смешанной радиотрассы S2.
Оно подкрепляетсяуспешным решением обратной СДВ – задачи 2-ого типа, которая полностьюопирается на решение 1-ой задачи. Решения задач строятся на допущении опродольной однородности возмущенных участков радиотрасс в каждыймомент времени.10Апробация работыОсновные результаты работы были представлены на следующих научных семинарах иконференциях:1. 36th, 38th Annual Seminar Physics of Auroral Phenomena 2013, 2015 PGI, KSC RAS,Apatity, Murmansk region.2. XIX, XX Региональная конференция по распространению радиоволн 2013, 2014СПбГУ, Санкт-Петербург.3. 10th, 11th International conference "Problems of Geocosmos", St.
Petersburg, Russia,2014, 2016.Основные результаты диссертации, выносимые на защиту, были опубликованы:Материалы конференций:1. Remenets G. F., Astafiev A. M. Southern boundary of the ultra-relativistic electronprecipitation on May 13, 1987. // Physics of Auroral Phenomrna. Proceed. 36 AnnualSeminar “Physics of Auroral Phenomena”, Apatity, Russia, 2013, P 163 – 165.2. Ременец Г. Ф., Астафьев А. М. Южная граница высыпания ультрарелятивистскихэлектронов 13 мая 1987 г. // Региональная XIX конференция по распространениюрадиоволн. Сборник трудов конференции. СПб, 2013, С.
36 - 393. Remenets, G. F., Astafiev A. M. “Southern boundary of the ultrarelativistic electronprecipitations (for several cases in 1982 -- 1987 years)”. // Proceed. 10th Int. Conf."Problems of Geocosmos", St. Petersburg, Russia, 2014, P.
372 – 379.4. Remenets, G. F., Astafiev A. M. (2014) Correction to the report "Southern boundary ofthe ultrarelativistic electron precipitation on May 13, 1987”, in: Proceed. 36 AnnualSeminar “Physics of Auroral Phenomena”. Apatity, 2013, pp. 163 – 165. In: Proc. 37thAnnual Seminar “Physics of Auroral Phenomena”, Apatity, p. 112. PGI KNS RAS, Apatity.5. Ременец Г. Ф., Астафьев А.
М. Некоторые методические вопросы в проблеме овысокоширотных потоках ультра-энергичных релятивистских электронов (100 МэВ)// Abst. Apatity Annual XXXIXRussia, 2016 P 56.Seminar “Physics of Auroral Phenomena”, Apatity,116. Astafiev A. M., Remenets, G. F. “On solution accurateness of a southern boundarydetermination in the cases of UREP events”. / Abst. 11th Int. Conf. "Problems ofGeocosmos", St.
Petersburg, Russia, 2016, P. 24 – 25.Ременец Г. Ф., Астафьев А. М. «Решение обратной СДВ задачи в изменяющихсяусловиях радиотрассы».Методическое пособие учебно – научной работы длястудентов – физиков магистрантов (9-й семестр) в рамках учебной лаборатории«Радиофизический практикум»Статьи, опубликованные в научных журналах:1.
Remenets G.F., Astafiev A.M., (2015). Southern boundaries of ultraenergetic relativisticelectron precipitations in several cases from 1982 -1986 years. J. Geophys. Res., SpacePhysics, 120(5), 3318 – 3327. doi:10.1002/2014JA020591.2. Remenets G. F., Astafiev A. M. (2016). Solution uniquity of an inverse VLF problem:A case-study of the polar, ground-based, VLF radio signal disturbances caused by the ultraenergetic relativistic electron precipitations and of their southern boundaries // Advances inSpace Research, Vol. 58, pp. 878-889. DOI: 10.1016/j/asr.2016.05.45.Структура диссертацииДиссертация состоит из введения, четырех глав и заключения.
Диссертация содержит100 страниц текста, 34 рисунка, 6 таблиц и список литературы, включающего 102наименования.Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы ееосновные цели и решаемые задачи, а также приведено краткое содержание диссертации.Первая глава представляет собой обзорную часть. В ней описываются основныехарактеристики и методы исследования известных энергичных потоков космическогоизлучения, вторгающихся в полярную атмосферу земли. Основное внимание уделенодетальному описанию СДВ метода исследования изменяющийся нижней ионосферы исравнение его с другими методами мониторинга состояния ионосферы, которые не позволяютобнаруживатьисследуемыевданнойработеявлениявторженияультра-энергичныхрелятивистских электронов.Во второй главе приводится решение первой обратной нестационарной СДВ задачи ианализируется точность полученного результата для нескольких возмущений за 1982 – 199212годы.
Суть этой задачи заключается в нахождении самосогласованным методом зависимостейот времени эффективной высоты и модуля коэффициента отражения первого ионосферноголуча по известным изменениям относительных амплитуд и приращениям фаз на трех близкихчастотахСДВсигналоввысокоширотнойрадиотрассыАлдра–Апатиты,котораяпредполагается однородной. Решение строилось с использованием лучевого метода втрехлучевом приближении, в котором учитывались дифракционная волна Ватсона – Фока,однократно и двукратно отраженные от спорадического– слоя лучи.В третей главе решается обратная СДВ задача второго рода, в которой искомойвеличиной является положение границы между возмущенной и невозмущенной частямирадиотрассы Великобритания – Апатиты.
Центральным вопросом данной задачи являетсявычислениесобственныхзначенийпоперечногооператоракакфункциивременирассматриваемых возмущений. Для этой цели привлекается три различных метода ихвычисления: обобщенный метод Шумана, приближенный вариационный метод моментов иметод интегрирования нелинейного уравнения Рикатти. С помощью последнего методаанализируется влияние электрической проводимости земной поверхности волноводного каналана искомое положение южной (экваториальной) границы рассматриваемых возмущений.В четвертой главе рассмотрен вопрос о влиянии на точность определения границывозмущения дополнительного ослабления сигнала радиотрассы Великобритания – Апатиты,вызванного отражением и перевозбуждением нормальных волн на границе возмущенной частирадиотрассы.
Рассмотрение этого вопроса производится путем моделирования неоднороднойтрассы двумя однородными волноводными каналами с резкой границей и разнымраспределением эффективной электронной концентрацией, моделирующие возмущенный иневозмущенный участки радиотрассы.В заключении формулируются и анализируются основные результаты, которые былиполучены в настоящей диссертации.131.
Источники нерегулярной ионизации нижней ионосферывысоких широт (Обзор)Обозначенное во введении явление вторжения ультра-энергичных релятивистскихэлектронов, приводящее к широкомасштабным и относительно однородным возмущениямнижней ионосферы (ниже регулярного– слоя), имеет место только в области высоких широт.Факт существования этого явления и его характеристики были получены путем многолетнегонепрерывного наземного измерения сверхдлинноволновых (СДВ) сигналов в полярной области.Прямых измерений электронных потоков таких больших энергий в ближнем космосе несуществует. В связи с этим важно сделать обзор известных энергичных потоков космическогоизлучения, вторгающихся в полярную атмосферу Земли, а также привести описание СДВметодов и сопоставить его с другими методами мониторинга состояния ионосферы, которые донастоящеговременинепозволяютобнаруживатьуказанныеспорадическиепотокивысокоэнергичных электронов.1.1.
Источники нерегулярной ионизации нижней ионосферы высоких широтКак известно, источниками ионизации земной атмосферы являются солнечная радиацияи галактическое космическое излучение [9]. Характер воздействия этих источников зависят отмногих факторов и не являются стационарными. К ионосферным возмущениям относятотклонения ионосферных параметров от их спокойного суточного хода, имеющие характерныевременные масштабы от десятков минут до нескольких суток и проявляющиеся на расстоянияхв сотни и тысячи километров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
