Геофизические эффекты активных воздействий в околоземном космическом пространстве

• Автор: Благовещенская, Наталья Федоровна
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 334 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СРЕДСТВА И МЕТОДЫ НАЗЕМНОЙ ДИАГНОСТИКИ ИОНОСФЕРНЫХ ПРОЯВЛЕНИЙ ИСКУССТВЕННЫХ И ЕСТЕСТВЕННЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ

В ИОНОСФЕРНО-МАГНИТОСФЕРНОЙ СИСТЕМЕ

1.1. Краткое описание сети наблюдений

1.1.1. Принципы построения

1.1.2. Многоканальный цифровой КВ доплеровский комплекс

1.1.3. Цифровой ионозонд "Бизон"

1.1.4. Сеть наклонного зондирования ионосферы

1.1.5. Используемые зарубежные средства диагностики

1.2. Некоторые особенности распространения декаметровых радиоволн
в высоких широтах
1.2.1. Эффекты отклонения декаметровых радиоволн
от дуги большого круга
1.2.2. Параметры высокоширотных КВ радиоканалов
1.2.3. Распространение декаметровых радиоволн во время авроральных суббурь
1.2.4. Принципы и методы коррекции модели ионосферы по данным наклонного зондирования ионосферы
2. МОДИФИКАЦИЯ ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ МОЩНЫМ КВ РАДИОИЗЛУЧЕНИЕМ НАЗЕМНЫХ ПЕРЕДАТЧИКОВ
2.1. Основные явления, обусловленные взаимодействием мощных КВ радиоволн с ионосферной плазмой (краткий обзор)
2.2. Результаты экспериментов с использованием нагревного комплекса "Сура"
2.2.1. Описание экспериментов
2.2.2. Характеристики ракурсно-рассеянных на МИИН КВ сигналов
по данным наклонного зондирования ионосферы
2.2.3. Тонкая структура искусственно возмущенной области ионосферы
2.3. Волновые процессы в искусственно возмущенной Б-области ионосферы
2.3.1. Короткопериодные волновые процессы (20 - 150 с)
2.3.2. Среднемасштабные волновые возмущения (12-20 мин)
2.4. Заключительные замечания
3. ЭФФЕКТЫ МОДИФИКАЦИИ ВЫСОКОШИРОТНОЙ ИОНОСФЕРЫ КВ НАГРЕВНЫМ КОМПЛЕКСОМ ЕЩСАТ (Г. ТРОМСЕ, НОРВЕГИЯ)
3.1. Постановка и обоснование экспериментов, используемые диагностические средства
3.2. Моделирование характеристик КВ радиоволн при ракурсном рассеянии
3.3. Эксперименты в Е-области ионосферы
3.3.1. Эффекты модификации ночной авроральной Е-области ионосферы при различных углах излучения волны накачки
3.3.2. Искусственное радиоизлучение ионосферы на двойной частоте главного спектрального максимума (2Е)М)
3.4. Эффекты нагрева ночной авроральной Ё-области ионосферы
3.4.1. Мелкомасштабные искусственные ионосферные неоднородности в авроральной ^-области
3.4.2. Волновые процессы во время начала магнитного возмущения
3.4.3. Стимулированное высыпание электронов
3.4.4. Радиоизлучение ионосферы в фазу восстановления авроральной суббури
3.5. Заключительные замечания
4. МОДИФИКАЦИЯ ИОИОСФЕРНО-МАГНИТОСФЕРПОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЩНЫМИ КВ РАДИОВОЛНАМИ, ИНЖЕКТИРУЕМЫМИ В НОЧНУЮ АВРОРАЛЬНУЮ ИОНОСФЕРУ
4.1. Модификация локальных ионосферных и продольных токов КВ нагревным комплексом в Тромсе
4.1.1. Экспериментальные результаты
4.1.2. Обсуждение результатов и выводы
4.2. Триггирование локальной авроральной активации мощными КВ
радиоволнами
4.2.1. Обоснование и постановка экспериментов
4.2.2. Результаты наблюдений 17 февраля 1996 г
4.2.3. Результаты наблюдений 16 февраля 1996 г
4.2.4. Результаты наблюдений 11 октября 1999 г
4.2.5. Результаты наблюдений 2 октября 1998 г
4.2.6. Обсуждение результатов и выводы
5. ВОЗМУЩЕНИЯ В ИОНОСФЕРЕ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ВЫБРОСАМИ ПАРОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
5.1. Краткий обзор основных научных программ и результатов
5.2. Результаты экспериментов по дистанционной диагностике эффектов выбросов паров щелочных металлов на высотах 140 - 160 км
5.2.1. Постановка экспериментов
5.2.2. Результаты наблюдений и их обсуждение
5.3. Возмущения в ионосфере во время экспериментов по проекту CRRES.
5.3.1. Постановка экспериментов
5.3.2. Классификация типов возмущений
5.3.3. Волновые возмущения (данные экспериментов
и моделирования)
5.3.4. Спектральное рассмотрение волновых процессов
5.3.5. Проявление воздействия радиально распространяющегося возмущения
5.4. Заключительные замечания
6. ЕСТЕСТВЕННЫЕ ВОЗМУЩЕНИЯ В ИОНОСФЕРЕ ПО ДАННЫМ МЕТОДОВ ДИСТАНЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ
6.1. Глобальные магнитно-ионосферные возмущения
6.1.1. Метод диагностики глобальных магнитно-ионосферных возмущений SFD и SCF на основе многоканальных КВ доплеровских измерений в реальном времени
6.1.2. Сопоставление результатов диагностики SFD и SCF с комплексом сопутствующих гелиогеофизичееких возмущений
6.1.3. Эффекты солнечных вспышек по данным наклонного

аналогового сигнала в цифровую форму и ввод в персональный компьютер. Для повышения частотной стабильности комплекса в качестве опорного генератора используется рубидиевый стандарт частоты 41-50. Сигнал любого канала может быть проконтролирован с помощью осциллографа и анализатора спектра типа СК4-72.
Программное обеспечение комплекса позволяет проводить оцифровку КВ сигналов в реальном времени. Код времени для каждого блока данных снимается с синхронометра с точностью до 100 мс. Разработан ряд прикладных программ для обработки оцифрованных сигналов. включающий в себя программы спектрального анализа с выбираемыми окном взвешивания, уровнем "очистки" спектра, шагом по времени (перекрытием спектров), типом нормировки спектров ( по максимуму или по заданному уровню). Разработаны программы восстановления доплсровских данных после программного или аппаратного сбоя. Программно реализованы различные варианты отображения данных, в том числе в виде изопараметрических карт динамического спектра и трёхмерных представлений.
Для анализа результатов доплеровских измерений в ААНИИ разработаны алгоритмы и программное обеспечение для многовариантной обработки оцифрованных доплеровских сигналов, включающее получение информации о тонкой структуре доплеровских спектров и распределении энергии сигнала в различных частотных участках полосы анализа [40]. На основе многоканальных доплеровских измерений разработаны методы диагностики возмущений в ионосфере различного происхождения в реальном времени. Эти методы обеспечивают обнаружение ионосферных возмущений и идентификацию их типа по данным обработки входных сигналов и многопризнаковых принятий решений в реальном времени при использовании до четырех измерительных каналов [6,31].
На рис. 1.4 приведена структурная схема алгоритма обнаружения ионосферных возмущений в реальном времени при использовании до четырех доплеровских каналов. Реализация алгоритма сводится к следующему.
Для каждой текущей спектральной реализации канала вычисляются следующие спектральные параметры: частота максимума доплеровского спектра /ётах, частота центра тяжести спектраи ширина спектра на уровне 0,5 от