Динамика интегральных характеристик дневной E-F1 долины : По данным метода вертикального зондирования

• Автор: Зачатейский, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Алматы
• Количество страниц: 132 с.

Перечень сокращений, условных обозначений, символов,

единиц и терминов

1. Интегральные характеристики Е-Еі «долины» и их

связь с групповым путем

1.1. Обзор данных о «долине» и проблемы,

связанные с ней

1.2. Обоснование метода измерения

интегральных характеристик «долины»

1.2.1. Выбор параметров «долины» и характеристик отражённого от ионосферы сигнала

вертикального зондирования

1.2.2. Моделирование отклика в групповом пути на

вариации параметров «долины»
1.3. Решение обратной задачи вертикального зондирования
с определением интегральных характеристик «долины»
1.4. Экспериментальная проверка методики измерения интегральных характеристик Е-Еі «долины»
1.4.1. Описание экспериментальных данных
1.4.2. Проверка методики
2. Использование метода ВЗ для контроля динамических характеристик «долины»
2.1. Контроль динамики интегрального электронного
содержания (ИЭС) в «долине»
2.2. Определение динамических характеристик Е-Е] «долины» методом вертикального зондирования
2.3. Контроль динамики ионного состава в «долине»
3. Экспериментальные исследования «долины»
3.1. Описание экспериментальных данных
3.2. Анализ возможности экспериментальных исследований интегральных параметров дневной Е-Ж] «долины»
3.3. Динамика интегральных параметров «долины»,
полученная по экспериментальным данным
Заключение
Список использованных источников
Приложение
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ.
ВЗ - вертикальное зондирование;
ВЧХ - высотно-частотная характеристика;
URSI - International Union of Radio Science;
03 - обратная задача;
ИЭС - интегральное электронное содержание;
ВИД - банк ионосферных данных;
foE - максимально возможная частота отражения обыкновенной компоненты радиосигнала от Е - области ионосферы, (критическая частота слоя Е);
Аэд - интегральное электронное содержание в “долине”;
Ncp - среднее значение электронной концентрации в “долине”;
К - отношение “прозрачности долины” к её относительной
глубине;
fM - значение плазменной частоты в минимуме “долины”;
2д - высота верхнего уровня “долины”;
^ м - производная от fM по времени;

гд - производная от гд по времени;
Р - групповой путь радиосигнала;
L - фазовый путь радиосигнала;
AI - “прозрачность долины”;
Ne - электронная концентрация в максимуме слоя Е;
Ne - электронная концентрация;
N и - электронная концентрация в минимуме “долины”;
Дяд - ширина “долины”;
fN - плазменная частота;
h' - действующая высота отражения;
fh - гирочастота электронов;
W - число Вольфа;
с - скорость света;
X - зенитный угол Солнца;
Ф -географическая широта;
X - географическая долгота;
Ф - геомагнитная широта;
А - геомагнитная долгота;
I - угол наклонения вектора магнитного поля Земли;
Fi0 7 - поток радиоизлучения Солнца на длине волны 10.7 см.
В течение длительного периода радиофизических исследований ионосферы большая часть информации о ее строении была получена с помощью метода вертикального зондирования (ВЗ). Метод ВЗ и в настоящее время является одним из основных методов исследований, неотъемлемой составляющей системного радиозондирования ионосферы при её глобальном мониторинге. Определяемые по получаемым данным методом высотночастотным характеристикам ионосферной плазмы (ионограммам) параметры ионосферы широко используются для решения задач физики Солнечно-Земных связей, геофизики и аэрономии, применяются для целей радиолокации, навигации и связи.
Появившиеся в настоящее время возможности автоматизации процесса обработки ионограмм позволяют расширить информативность метода, оперативно получать из ионограмм дополнительную информацию. Международным радиосоюзом (ШЫ) разрабатываются новые стандарты для обработки ионограмм в мировой сети ионосферных станций, рассчитанные на использование современных средств вычислительной техники [1].
Диагностика области пониженной электронной концентрации между Е и Б! слоями ионосферы (Е-Б | «долины») методом ВЗ до настоящего времени затруднена из-за неоднозначности решения для данной области высот обратной задачи (03) радиозондирования - определения параметров ионосферы по регистрируемым характеристикам радиосигнала. Однако, предлагаемый в настоящей работе способ решения 03 ВЗ позволяет осуществлять контроль за состоянием дневной Е-Ь! «долины» путём вычисления по измеряемым значениям группового пути зондирующего радиосигнала интегральных характеристик долины, что позволяет проводить исследования динамических процессов, происходящих на высотах долины в дневное время.
Актуальность темы обусловлена важностью исследований динамических процессов, протекающих в «долине» и вызывающих изменения концентрации составляющих «долину» ионов (в основном Ж)+ и Ог ). Это необходимо для контроля нейтральной компоненты атмосферы - N0, играющей важную роль в тепловом и ионизационном балансах нижней термосферы. Неослабевающий интерес мировой научной общественности к дальнейшему развитию мировой сети ионосферных станций и повышению информативности используемого на большинстве из них метода ВЗ также делает исследования долины данным методом актуальными. Существует потребность поиска новых способов измерения ионосферных параметров на высотах «долины», что необходимо для решения задач, связанных с диагностикой состояния «долины» и исследования протекающих там процессов. Актуальна и разработка способов наиболее корректного решения обратной задачи ВЗ и вытекающего из этого повышения точностных характеристик ионосферных моделей.
Дневные хода интегральных характеристик «долины», вычисленные по стандартному варианту модели ионосферы ІШ-95.
КхЮ"шэл/см2 1^ср х10'4эл/см3
ДІ хЮ"10 эл/см
-Январь

ЬТ, час
Февраль
20.00 —
К хЮ’10 эл/см 2 N хЮ'4 эл/см3
ДІ хЮ
эл/см ‘
К хЮ’10эл/см 2 Н, х10‘4эл/см3
Д1х1010эл/см2

ЬТ, час
Март

ЬТ, час
Рисунок 12, лист