Фрактальная структура плазменной турбулентности среднеширотной верхней ионосферы

• Автор: Выборнов, Федор Иванович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 327 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список используемых сокращений

Введение
Часть I. Исследование неоднородной структуры верхней ионосферы средних широт с помощью радиозондирования ее сигналами ИСЗ и спектрального анализа принимаемых сигналов

Глава 1. Неоднородности электронной концентрации среднеширотной ионосферы

1.1. Краткий обзор исследований неоднородной структуры верхней ионосферы (по результатам наземных наблюдений за сигналами ИСЗ в 50-х - 90-х годах XX века в естественных условиях и при модификации ионосферы мощным КВ излучением)
1.2. Основные модели спектров мелкомасштабной плазменной турбулентности верхней ионосферы. Достоинства и недостатки спектрально-корреляционного подхода в исследованиях ионосферной турбулентности
1.3. Выводы

Глава 2. Некоторые результаты специальных экспериментальных

исследований плазменной структуры среднеширотной ионосферы с помощью радиозондирования ее сигналами орбитальных ИСЗ
2.1. Радиоизмерительный комплекс ФГБНУ НИРФИ для диагностики естественной и искусственной ионосферной турбулентности с помощью наземного приема сигналов орбитальных ИСЗ. Спектральная обработка принимаемых сигналов
2.2. Измерение спектральных характеристик плазменной турбулентности верхней ионосферы при воздействии на нее мощ-

ным КВ радиоизлучением
2.3. Анизотропная структура искусственной ионосферной турбулентности по результатам специального томографического эксперимента с радиозондированием среднеширотной ионосферы сигналами орбитальных ИСЗ
2.4. Анизотропная структура мелкомасштабной ионосферной турбулентности в возмущенных геофизических условиях
2.5. Выводы
Часть II. Изучение фрактальной структуры ионосферной турбулентности — новое научное направление в исследованиях неоднородной структуры электронной концентрации верхней ионосферы
Глава 3. Теоретические основы исследований мультифрактальной структуры развитой ионосферной турбулентности с помощью дистанционного радиозондирования среднеширотной ионосферы сигналами орбитальных ИСЗ
3.1. О фрактальных свойствах мелкомасштабных ионосферных неоднородностей электронной концентрации. Новый (фрактально - корреляционный) подход к исследованию радиомерцаний сигналов ИСЗ в ионосферной плазме
3.2. Мультистепенной спектр мелкомасштабной ионосферной турбулентности в естественных условиях и при воздействии
на ионосферу мощным КВ радиоизлучением
3.3. О фазовом методе исследований мультифрактальной структуры ионосферной и космической плазмы
3.4. Некоторые особенности перспективных исследований мультифрактальной структуры мелкомасштабной ионосферной турбулентности с использованием вейвлет-преобразования
3.4.1. Метод ММВП: анализ сингулярных мер и сингулярных

функций
3.4.2. Мультифрактальный анализ сигналов с использованием вейвлет-преобразования
3.4.3. Об одной особенности дистанционного зондирования ионосферной турбулентности
3.4.4. Об одной особенности исследований тонкой мультифрактальной структуры ионосферной турбулентности
3.5. Выводы
Глава 4. Фрактальная структура развитой мелкомасштабной турбулентности среднеширотной ионосферы в естественных условиях и при воздействии на ионосферу мощным коротковолновым радиоизлучением
4.1 Некоторые особенности фрактальной структуры развитой
мелкомасштабной ионосферной турбулентности
4.2. Мультифрактальная структура перемежаемости развитой ионосферной турбулентности
4.3. Об истинных значениях показателей спектров мелкомасштабной ионосферной турбулентности. Мультистепенной спектр плазменной турбулентности среднеширотной ионосферы
4.4. К вопросу о мультифрактальной структуре мелкомасштабной ионосферной турбулентности
4.5. Мультифрактальная структура ионосферной турбулентности в аномальных геофизических условиях (во время солнечного затмения 1 августа 2008 г.)
4.6. Некоторые особенности фрактальной структуры искусственной ионосферной турбулентности. Мультистепенной спектр плазменной турбулентности среднеширотной ионосферы при воздействии на нее мощным коротковолновым радиоизлучением
максимумов модулей вейвлет-преобразований), который в последние годы стал активно применяться в исследованиях мультифрактальных свойств турбулентных потоков, для дистанционного зондирования мелкомасштабной ионосферной турбулентности. Отмечается, что применительно к дистанционным исследованиям мультифрактальной структуры ионосферной плазмы метод ММВП нуждается в некоторой модернизации. Показано, что при дистанционном зондировании ионосферы сигналами ИСЗ с помощью метода МСФ или метода максимумов модулей вейвлет-преобразования невозможно изучать тонкую мультифрактальную структуру ионосферной турбулентности. В то же время применение прямых зондовых измерений флуктуаций электронной концентрации в ионосфере на космических аппаратах и метода ММВП для обработки этих экспериментальных данных может выявить тонкую фрактальную структуру ионосферной турбулентности с размерами плазменных неоднородностей в единицы - десятки метров.
В разделе 3.4.1 Приведены результаты специального теста на сигнулярность реальной записи сигнала искусственного спутника при радиопросвечивании ионосферы. Отмечается, что в исследованиях неоднородной структуры ионосферной плазмы понятие сингулярной функции может вводиться лишь как некоторая наглядная математическая абстракция для упрощенного описания исследуемого мультифрактального процесса, хотя в действительности мы имеем дело с непрерывными гладкими, хотя и нестационарными случайным (турбулентными) процессами, которые в некотором инерционном интервале параметров исследуемого процесса имеют самоподобную (фрактальную) структуру. Мультифрактальный анализ этих процессов с применением обработки сигналов, прошедших область турбулентности, методами МСФ и ММВП позволяют получить искомую информацию о мультистепенных и обобщенном мультифрактальном спектрах этих нестационарных случайных процессов.