Диссертация (1149951), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Это значительно больше, чем аналогичныевеличины, получающиеся при использовании данных всех амплитуд и фаз. В варианте анализас привлечением данных всех сигналов для трех случаев привязки эффективной высотыполучались очень близкие зависимостии(рис. 2.9 слева), а также мало отличающиесяминимальные значения полных функционалов: 38,6 – относительно 10,2 кГц; 38,2 –относительно 12,1 кГц; 36,6 – относительно 13,6 кГц.Таким образом, приведенный анализ для возмущения 18 сентября 1987 года в целомподтверждает ранее сделанный вывод о необходимости использования данных всех трехсигналов (шести величин) при вычислении зависимостейи.

Только прииспользовании полного набора экспериментальных данных получаемый результат будет малозависеть от частоты, относительно которой определяется эффективная высота (2.7).2.3.4. Возмущение от 5 мая 1986 года, 07:20 – 09:40 UT. Фазовые и амплитудные кривые,Рис. 2.10., сильного возмущения 5 мая 1986 года (7.20-9.40 UT) имеют два резких перепада вначале и конце возмущения, которые порождают дополнительные погрешности при анализе.Это возмущение уже было исследовано в работе [4], в которой с использованием методики [82]40былвычисленспорадическийпрофильэффективнойэлектроннойконцентрации,моделирующий– слой в максимуме возмущения. Для сравнения на Рис.

2.10 представленырезультаты решения обратной СДВ задачи для случаев полных и урезанных с начала и концаданных. Как видно из рис. 2.10 (справа) эффективная высота и модуль коэффициентаотражения при работе с обрезанными данными имеют большой разрыв кривых прямого иобратного анализа возмущения, что мы связываем с существенно худшим отношениеммаксимальной вариации к аппаратурной погрешности. Поэтому кривые 2a,b и 3a,b менеедостоверны, чем для всего возмущения (кривые 1a и 1b).Рис. 2.10.

Слева – усредненные по трем точкам экспериментальные (толстые линии) ивычисленные (тонкие линии) вариации фазы и относительной амплитуды для 10,2 кГц, 12,1 кГци 13,6 кГц. Справа – модуль коэффициента отражения и эффективная высота для 5 мая 1986года (7.20-9.40 UT) полученные при обработке полных (1 - анализ возмущения по двумполовинам) и «укороченных» данных (2 - анализ возмущения по двум половинам; 3 - анализобрезанных данных целиком в прямом и обратном направлении по времени).41Значение эффективной высоты (кривые 1a и 1b на рис. 2.10) в максимуме возмущения(40 км) почти совпало с результатом работы [4], который был получен методом нормальныхволн.

Такое удовлетворительное соответствие двух результатов, полученных двумя разнымиподходами к решению обратной СДВ задачи (лучевой метод и метод нормальных волн),указывает на корректность применения лучевого метода для анализа данного возмущения.2.3.5. Возмущение от 5 мая 1986 года, 10:55 – 11:30 UT. Умеренное возмущение 5 мая1986 года, 10.55-11.30 UT, представленное на рис. 2.11, существенно отличается отрассмотренных ранее. Данное возмущение характеризуется довольно низким уровнемослабления сигнала (от 10 до 20%) и малыми вариациями фаз (несколько мкс).

Видно, что хотяприсутствует некоторое подобие вариаций для амплитуд и фаз трех сигналов, но качествотакого поведения оставляет желать лучшего. Возможно, эти СДВ вариации связаны сналожением умеренного аномального и аврорального возмущения, при которых значителенвклад 2-го ионосферного луча. Для оценки вклада второго ионосферного луча в функциюослабления (2.3 – 2.5), являющейся суммойвычислений модуля функции ослабления, производилось сравнениес учетом и без учета второго ионосферного лучадля трех частот (рис.

2.12). Как видно из рис. 2.12, вклад второго ионосферного луча дляданного возмущения сопоставим с общим ослаблением сигнала. Зависимости для модулякоэффициентаотраженияиэффективнойвысоты,полученныепутемразнойпоследовательности анализа СДВ данных, представлены на рис. 2.11 (слева).

Точность решенияобратной задачи для данного случая оказалась довольно низкой, на что указывает значительноерасхождение кривых 1 и 2, а также плохое соответствие расчетных и экспериментальныхзависимостей амплитуд и фаз.42Рис. 2.11. Слева – усредненные по трем точкам экспериментальные (толстые линии) ивычисленные (тонкие линии) вариации фазы и относительной амплитуды для 10,2 кГц, 12,1 кГци 13,6 кГц.

Справа – модуль коэффициента отражения и эффективная высота для 5 мая 1986года (10.55-11.30 UT), полученные при анализе всего возмущения (в прямом 2а и обратном 2bнаправлении по времени) и расчетом его по двум половинам (кривые 1а для начальной стадиивозмущения и 1b для восстановительной стадии возмущения).43Рис. 2.12. Сравнение модулей функций ослабления, вычисленных с учетом (толстые линии) ибез учета (тонкие линии) второго ионосферного луча для трех частот (1 – 10,2 кГц; 2 – 12,1 кГц;3 – 13,6 кГц).2.3.6.

Возмущение от 13 мая 1987 года, 16:30 – 18:30 UT. Сильное возмущение 13 мая1987 года имеет относительно плавные амплитудные и фазовые зависимости. В максимумеэтого возмущения (в 17:00 UT) амплитуды СДВ сигналов уменьшаются в 2 – 3 раза (рис. 2.13слева). На рис. 2.13 (справа) представлены зависимости модуля коэффициента отражения иэффективной высоты соответствующие разным последовательностям анализа, которыесвидетельствуют о сильных изменениях эффективной высоты волноводного канала (с 65 до 40км) и модуля коэффициента отражения первого отраженного луча (с 0,65 – 0,6 до 0,4 – 0,45). Изрис. 2.13 видно, что анализ данного возмущения целиком, в отличие от ранее рассмотренногослучая 18 сентября 1987 года, приводит к большому разбросу зависимостейи,полученных в прямом и обратном временном порядке (кривые 2a и 2b).

Между тем, анализэтого возмущения, выполненный по двум половинам (1a и 1b), дает хорошее соответствиеэкспериментальныхвариацийфазиотносительныхамплитудссоответствующимивычисленными зависимостями (за исключением области максимума возмущения).44Рис. 2.13. Слева – усредненные по трем точкам экспериментальные (толстые линии) ивычисленные (тонкие линии) вариации фазы и относительной амплитуды для 10,2 кГц, 12,1 кГци 13,6 кГц.

Справа – модуль коэффициента отражения и эффективная высота для 13 мая 1987года (16.30-18.30 UT), полученные при анализе всего возмущения (в прямом 2а и обратном 2bнаправлении по времени) и расчетом его по двум половинам (кривые 1а для начальной стадиивозмущения и 1b для восстановительной стадии возмущения).2.3.7. Возмущение от 3 Декабря 1982, 10:00 – 12:00 UT. Характерной особенностьювозмущения 3 декабря 1982 (рис. 2.14 слева) является то, что оно происходило в условияхполярной ночи, тогда как область средних широт была освещена. В дальнейшем этообстоятельство позволит при решении второй обратной задачи, как и для других случаев,рассматривать только основную нормальную волну. Представленные на рис. 2.14 (справа)зависимости показывают сильные и резкие изменения на начальной стадии возмущенияэффективной высоты с 60 до 30 км и модуля коэффициента отражения первого отраженноголуча с 0,7 до 0,4.

Сравнение экспериментальных и расчетных зависимостей для амплитуд и фазпоказывает плохое соответствие этих кривых в области максимума возмущения (10:30 UT).45Такое несоответствие кривых вызвано сильным (примерно в пять раз) ослаблением сигнала 10,2кГц в максимуме возмущения и уменьшением эффективной высоты до 30 км.Рис. 2.14.

Слева – усредненные по трем точкам экспериментальные (толстые линии) ивычисленные (тонкие линии) вариации фазы и относительной амплитуды для 10,2 кГц, 12,1 кГци 13,6 кГц. Справа – модуль коэффициента отражения и эффективная высота для 3 Декабря1982 (10:00-12:00), полученные при анализе возмущения по двум половинам (сплошные кривыедля начальной стадии возмущения и пунктирные кривые для восстановительной стадиивозмущения).2.3.8. Возмущение от 16 апреля 1984, 17:30 – 19:20 UT. Представленное на рис 2.15(слева) сильное возмущение от 16 апреля 1984 имеет очень большие вариации амплитуд (субыванием от 2 до 10 раз) и фаз (от 8 до 15 мкс). Как можно видеть, начальная стадия46возмущения 16 апреля 1984 по характеру и по количественному изменению амплитуд и фазСДВ сигналов во многом подобна рассмотренному выше случаю 3 декабря 1992 года.

Такоеподобие экспериментальных данных проявляется в схожих вариацияхначальныхстадийрассматриваемогодвухвозмущенийвозмущения(после(рис.2.15максимума)справа).идляВосстановительнойхарактерноотсутствиечастиподобиязависимостей амплитуд и фаз сигналов трех частот, воспроизводимость которых является неочень удовлетворительной (пунктирные кривые на рис. 2.15 справа).Рис.

2.15. Слева – усредненные по трем точкам экспериментальные (толстые линии) ивычисленные (тонкие линии) вариации фазы и относительной амплитуды для 10,2 кГц, 12,1 кГци 13,6 кГц. Справа – модуль коэффициента отражения и эффективная высота для 16 апреля1984 (17:30-19:20 UT), полученные при анализе возмущения по двум половинам (сплошныекривые для начальной стадии возмущения и пунктирные кривые для восстановительной стадиивозмущения).2.3.9. Возмущение от 15 сентября 1982, 12:45 – 15:00 UT. Событие от 15 сентября 1982,в отличие от рассмотренного выше, сопровождалось не такими большими вариациями47амплитуд (не более 2,5 раза) и фаз (не более 10 мкс), но очень резкие изменения характеристикСДВ сигналов на начальной стадии (до максимума возмущения) во многом повлияли наточность анализа.

Характеристики

Список файлов диссертации