Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1149951), страница 5

Файл №1149951 Диссертация (Определение южной границы высыпания в среднюю полярную атмосферу ультра-энергичных релятивистских электронов методом СДВ) 5 страницаДиссертация (1149951) страница 52019-06-29СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

При его использовании применяются частоты,17значительно превышающие наибольшую критическую частоту ионосферы, что позволяет егоприменять для изучения ионосферы выше главного максимума электронной концентрации(соответствующего– слою). Анализ спектра рассеянного сигнала на электронах средыпозволяет определить ионную и электронную температуру, ионный состав, масштабынеоднородностей, скорость ионного дрейфа. [51 – 54]. Однако этот метод не позволяетисследовать ионосферу на высотах ниже 70 км из-за относительно малых значений электроннойконцентрации.

По этой же причине исследование ионосферы в нижней части– слоянедоступно для импульсного зондирования (вертикального и наклонного), радиопросвечиванияионосферы на радиотрассеспутник – Земля [55, 56]. Одним из методов, позволяющихисследовать нижнюю ионосферу в области высот 50 – 90 км, является метод частичныхотражений, который основан на рассеянии радиоволн на неоднородностях– области ипозволяет определить профиль электронной концентрации [57, 58, 17]. Недостатком данногометода является его низкая чувствительность вблизи 50 км и неприменимость на более низкихвысотах.1.2.1.

СДВ метод анализа нижней ионосферы. Большой интерес при исследованиинижней ионосферы представляет метод анализа данных распространения СДВ радиоволн,который, благодаря сильной зависимости условий распространения волн СДВ диапазона отмалых величин электронной концентрации, является наиболее чувствительными к изменениямионизации в самой нижней части ионосфере и позволяет исследовать динамическиеионизационные процессы в этой области средней атмосферы. Характеристики– слояионосферы определяются путем решения обратной задачи распространения СДВ волн спривлечением одного из двух приблизительно эквивалентных подходов [59].

Первый из нихоснован на представлении поля в виде разложения «по лучам» и нахождении модулякоэффициента отражения электромагнитной волны от нижней границы проводящего слояатмосферы и эффективной высоты , смысл которой состоит в том, что в модельном волноводеземля – ионосфера с вакуумным заполнением реализуется оптический путь, эквивалентныйреальному волноводу [60 – 62]. Второй подход основан на отыскании профиля эффективнойэлектронной концентрации, аппроксимирующего суммарную проводимость электронов иионов. В этом случае поле рассматривается в виде суммы нормальных волн, вычислениекаждой из которых предполагает численное интегрирование уравнения Рикатти по высоте [63,64].1.2.2. Анализ изменяющейся нижней ионосферы СДВ – методом. Как ужеотмечалось, изменения параметров ионосферы бывают периодическими и спорадическими.Периодические вариации состояния ионосферы связаны со временем суток, датой и солнечнойактивностью, определяемой солнечным циклом.

Работы по моделированию высотного18распределения электронной концентрации нижней ионосферы для регулярных вариацийпроводились путем анализа данных о распространении СДВ радиоволн в спокойных условиях[65 – 68]. По полученным результатам удалось построить модель глобального распределенияконцентрации электронов для прогнозирования регулярных вариаций СДВ – поля, связанных сзенитным углом Солнца (суточными вариациями), сезоном и солнечным циклом [69].Вычисление распределения электронной концентрации в условиях возмущенного состоянияионосферы (спорадические изменения) представляют более сложную задачу. Для средних исубавроральных широт в условиях ВИВ, ППШ и вторжения электронных потоков измагнитосферы (с энергией до нескольких единиц МэВ) такая задача решается [70 – 73].

Анализвысокоширотной ионосферы, которая, в отличие от среднеширотной области, редко находитсяв спокойном состоянии и сложно прогнозируема, наталкивается на ряд трудностей, связанных смалым числом измеряемых параметров и неопределенностью начальных условий. В этомслучаемогутбытьполезныдополнительныеданные,получаемыесоспутников,риометрические наблюдения и др. [44]. Одним из примеров успешной реализации совместноиспользуемых данных представлены в работе [74], где исследовались условия распространенияСДВ 19,4 кГц в Антарктиде.

Данные со спутников NOAA-16 и NOAA-17 для вторгающихсяэнергичных протонов (более 16 МэВ) и электронов (более 100 кэВ), а также проведенныйчисленный анализ позволили построить серию профилей электронной концентрации для высот40 – 100 км вдоль неоднородной радиотрассы, поделенной на 12 частей. По найденнымпрофилям удалось получить расчетные суточные вариации для амплитуды и фазы СДВ сигнала(вычислялось среднее значение за 3-х часовой период с 4:00 UT до 7:00 UT), которыеудовлетворительно соответствовали измеренным величинам (усредненным по тому жепериоду).1.2.3.

Самосогласованный СДВ – метод анализа спонтанных возмущений нижнейкромки D – слоя ионосферы и средней атмосферы. Другой возможностью анализа поданным вариаций СДВ сигналов нестационарных процессов высокоширотной ионосферы, несвязанной с использованием дополнительных данных (риометрических, спутниковых и др.),является использование самосогласованного СДВ – метода решения обратной нестационарнойСДВ задачи [75, 62]. Его нетривиальность состоит в определении абсолютных значенийионосферных параметров (являющиеся функциями времени) по относительным вариациямСДВ величин. Идея этого метода состоит в пошаговом определении малых приращенийионосферных параметров по малым изменениям измеренных амплитуд и фаз СДВ сигналов всредней зоне источника (сотни км) для последовательности временных интервалов.

Параметры,характеризующие начальное состояние нижней ионосферы, находятся путем минимизациифункционала – невязки между относительными изменениями измеренных величин амплитуд и19фаз СДВ сигналов и значениями этих же величин, вычисленных по найденнымхарактеристикам. Детальное описание самосогласованного метода анализа состояния нижнейионосферы, а также его численная реализация будут приведены в следующей главе (раздел 2.2и 2.3).Указанным методом можно определить зависимости модуля коэффициента отраженияпервого ионосферного луча R(t) и эффективной высоты h(t) волноводного канала земля –ионосфера во время возмущений, а также во время суточных вариаций (перехода «день –ночь») [61, 62].

Так по данным вариаций сигналов на трех близких частотах для авроральнойрадиотрассы Алдра – Апатиты в спокойных и умеренно возмущенных дневных условияхэффективная высота составляла 60±3 км; в спокойных и умеренно возмущенных ночныхусловиях – 76,5±2 км и 71,5±1,5 км. Вариации значения эффективной высоты для этой жерадиотрассы во время ВИВ и ППШ 29 сентября 1989 года составляли около 10 км. Наибольшиеизменения эффективной высоты наблюдались в некоторых случаях вторжения ультраэнергичных релятивистских электронов – около 30 км. Особенность работы [62] состоит в том,что в ней по данным мониторинга СДВ сигнала радиотрассы Алдра – Апатиты 29 сентября1989 года наблюдалась последовательность геофизических возмущений нижней ионосферы,которая началась в 4:00 UT.

Согласно [62], вторжение протонов с энергией более 60 МэВначалось в 11:45 – 11:50 UT и достигло максимальной интенсивности через сутки (в 12:00 –14:00 UT 30 сентября 1989 года). Вторжению протонов предшествовало начало рентгеновскойвспышки на солнце в 10:40 – 11:00 UT, которая достигла своего максимума в 11:30 – 11:40 UT.Наибольшее по своей интенсивности зарегистрированное по данным вариации СДВ сигналашестичасовое (4:00 – 10:00 UT) возмущение, вызванное вторжением релятивистскихэлектронов, не было отмечено риометрическими наблюдениями. Регистрация поглощениякосмического радиошума по данным риометра началось только с 10:00 UT.1.2.4. Определение профиля эффективной электронной концентрации.

Второйподход к решению обратной СДВ – задачи, в котором искомым является профиль эффективнойэлектронной концентрации также успешно применялся для изучения различных типоввозмущений (ВИВ, ППШ, нерелятивистские авроральные возмущения и явления вторженияультра-энергичных релятивистских электронов) [1 – 3].Нахождение распределения эффективной электронной концентрации по высотепроизводится заданием некоторого параметризованного семейства электронных профилей, изкоторых путем минимизации функционала между экспериментальными и расчетнымизависимостями для амплитуд и фаз СДВ сигналов выбираются параметры профиля, прикоторых достигается минимум этого функционала. Именно работы по вычислениюраспределения эффективной электронной концентрации в случаях аномальных СДВ20возмущений позволили сделать вывод об ионизации атмосферы существенно ниже регулярногоD – слоя, причиной которой является вторжение ультра-энергичных релятивистских электронов[2, 3, 6, 7] с энергией в сотни МэВ.1.2.5.

Эффект геомагнитной отсечки для явления вторжения ультра-энергичныхрелятивистскихэлектронов.ЗарегистрированныеаномальныеСДВвозмущения,свидетельствующие о вторжении в полярную область ультра-энергичных релятивистскихэлектронов, характеризуются качественным подобием и синхронностью вариаций амплитуд ифаз СДВ сигналов на трех частотах (10 – 13 кГц) авроральной радиотрассы (Алдра – Апатиты)и одной частоты (16 кГц) длинной частично авроральной радиотрассы (Рагби – Апатиты) собщей точкой приема в авроральной зоне (Апатиты).

Характеристики

Список файлов диссертации

Определение южной границы высыпания в среднюю полярную атмосферу ультра-энергичных релятивистских электронов методом СДВ
Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
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
6489
Авторов
на СтудИзбе
303
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее