Влияние космических лучей на интенсивности линий атмосферного озона в трехмиллиметровом диапазоне длин волн

• Автор: Ястребов, Игорь Павлович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Глава 1. Корреляция рядов интенсивностей измеренных линий атмосферного озона и нейтронного потока.
1.1. Описание радиометра и метода измерения атмосферного поглощения
1.2. Методика поиска связи содержания озона с
космическими факторами
1.3. Ранние результаты сопоставления данных наблюдения
линий озона с внеземными источниками
1.4. Обнаружение корреляции потоков нейтронов с декрементами измеренных линий озона
Глава 2. Исследование широтной и высотной зависимости связи озона с действием космических лучей.
2.1. Описание задачи и используемых данных
2.2. Сравнение расчета корреляции интенсивностей линий озона с потоком космических лучей по данным микроволновых наблюдений разных станций
ф 2.3. Сравнение влияния протонного и нейтронного потоков на
содержание озона в разных географических широтах и на
разных высотах
2.4. Толкование влияния вариаций потока нейтронов на содержание озона
2.5. Наблюдение вариаций озона во время солнечного
* затмения 31 мая 2003 г
Глава 3. Исследование возможностей повышения разрешающей способности радиометра по частоте.
3.1. К вопросу о повышении частотного разрешения
и чувствительности
3.2. Особенности применения цифровых методов в радиометрических задачах
3.3. Описание аппаратной и программной реализации блока
• цифровой обработки
3.4. Результаты измерений линий озона при использовании цифровых фильтров
3.5. Дополнительная аналоговая система узкополосных
фильтров
3.6. Криогенный блок для понижения шумовой температуры, первого каскада приемника

Заключение
Приложение
Список литературы
Список используемых сокращений.
ОСО - общее содержание озона,
КЛ - космические лучи,
ГКЛ - галактические космические лучи, СКЛ - солнечные космические лучи, ФП - Форбуш-понижение,
ФНЧ - фильтр нижних частот,
КП - квадратурный преобразователь.
Озон оказывает большое влияние на жизнь на Земле, поскольку является естественным защитным экраном для ультрафиолетового излучения Солнца. Превышение уровня радиации этой части спектра может губительно сказаться на живых организмах, т.к. органические молекулы могут изменяться под ее воздействием. В последние годы интерес к проблеме атмосферного озона возрос в связи с обнаружением влияния ряда факторов антропогенного происхождения на его содержание, обнаружены области с аномально низкими значениями содержания озона - так называемые "озоновые дыры". В связи с этим исследования вариаций концентрации озона становятся актуальными.
Для озона характерно неравномерное распределение по высоте. Примерно до 15 км плотность озона остается практически постоянной (~1012см'3), далее с увеличением высоты она растет, достигая максимума на 20-25 км (~1013 см'3). На больших высотах, наоборот, уменьшается с высотой (~10п см'3 на высоте 45 км). Около 90% озона находится в стратосфере. Кроме использованной выше концентрации, как меры количества озона, часто применяется понятие общего содержания озона (ОСО), как интеграл от концентрации по всей толще атмосферы.
Озон обладает закономерностями в распределениях по широте и по временам года. В масштабе полушария одно из самых ярко выраженных изменений - сезонные вариации. Установлено, что ОСО в северном полушарии увеличивается примерно на треть от минимального значения в ноябре до максимального в апреле. В южном полушарии, наоборот, ОСО максимально в октябре и минимально в феврале-марте, причем разница между экстремальными значениями меньше, чем в северном [1]. Кроме того, исследования последних лет установили зависимость годового хода максимума концентрации озона от высоты [2]. ОСО также обладает заметной
Глава 2. Исследование широтной и высотной зависимости связи озона с действием космических лучей. 2.1. Описание задачи и используемых данных.
В данной главе подводятся итоги исследований, выполненных с целью верификации результатов предыдущей главы. При этом использовались литературные данные и результаты наблюдений, проведенных как в ННГУ, так и на других станциях в период 1996-2003 г. В частности, автор принимал участие в серии наблюдений в городе Апатиты зимой 2002/2003. Автор не претендует на полное исследование проблемы, обозначенной в заголовке главы, а делает попытку на основе доступных данных дополнить и расширить полученные ранее результаты, заглянуть немного глубже в рассматриваемый вопрос, обнаружить другие возможности использования результатов измерений.
В Нижнем Новгороде в Институте прикладной физики РАН в течение многих лет ведутся наблюдения за содержанием озона в стратосфере, как правило, тоже в зимний период [2 ,88]. Однако имеются некоторые отличия в используемой в ННГУ методике измерений. Перечислим основные. Приемная аппаратура настроена на одну линию на частоте 110 ГГц, реализована схема компенсационного радиометра. При измерении линии используются только параллельные каналы, а мощность излучения в каждом канале вычисляется относительно «широкого» канала (величина полосы которого 30 МГц), отстроенного на 100 МГц. За интенсивность линии берется разность значений поглощения в каналах, одних из которых настроен на максимум, второй - на широкий канал. Окончательный результат - это решения обратной задачи, восстановленный профиль озона в диапазоне высот 20-60 км. У восстановленной картины есть особенность: независимые точки можно получать через 5-10 км, поэтому обычно рассматривают рассчитанное содержание озона на нескольких конкретных значениях высот.