Исследование динамики электрических свойств средней атмосферы и нижней ионосферы по интерференционным данным сверхдлинных радиоволн

• Автор: Ременец, Георгий Федорович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 261 с. : ил.

Рисунки к Введению

1. Роль электромагнитного сверхдлинноволнового диапазона волн

в исследовании электрических свойств верхней атмосферы

1.1. Методы измерения электронной концентрации в ионосфере

1.1.1. Источники ионизации и (пассивные) методы исследования электронного содержания в нижней (полярной) ионосфере
1.1.2. Краткая характеристика источников аномальной ионизации нижней ионосферы высоких широт

1.1.2.1. Вспышки солнечных космических лучей и протонные СДВ-аномалии

1.1.2.2. Вторжения авроральных электронов. (Электронные вторжения)

1.1.2.3. Вторжения релятивистских электронов

ф 1.1.2.4. Внезапные ионосферные возмущения (ВИВ)

1.1.3. Результаты по измерению электронной плотности в нижней ионосфере высоких широт, полученные различными методами
1.2. Особенности распространения СДВ в полярной области
1.2.1. Трансполярное распространение СДВ
1.2.2. Локальные эксперименты
1.2.3. Магнитосферные и активные эксперименты в
СДВ-диапазоне
1.3. Постановка и особенности решения обратной задачи СДВ. 37 1.3.1 Область ионосферы, отражающая СДВ, и связанная с нею
обратная задача
1.3.2. Обратная задача СДВ в волноводной постановке
1.4. Выводы
ф Рисунки к Кой главе
2. Экспериментальное исследование анизотропных электрических свойств ионосферы СДВ-методом
2.1. Идея экспериментального обнаружения (и экспериментальной оценки интенсивности эффекта) анизотропных свойств ионосферы
благодаря суточной изменчивости этих свойств. Методика измерений
2.2. Первая проба экспериментальной регистрации в Петропавловске-Камчатском сигнала в дальней зоне источника (станции
ИЬК) Т^-компоненты СДВ-поля
2.3. Измерение и оценка вариаций вторичной (и основной) компонент СДВ-поля в условиях интерференционного минимума ночыо по основной компоненте от станции N ПТ в Петропавловске-Камчатском
2.3.1. Оценка разности коэффициентов затухания нормальных
ф волн
2.3.2. Вариации основной и вторичной компонент поля в сумерки
и ночыо
2.3.3. Анализ утренних вариаций вторичной компоненты

2.3.4. Отношение вторичной компоненты К ОСНОВНОЙ Нд/Н1р
2.4. Экспериментальная оценка суточных вариаций вторичной компоненты СДВ-сигнала в высоких широтах и средней зоне источника (от станции JXZ и в условиях интерференционного максимума по
основной компоненте ночью)
2.5. Двухнедельное возмущение отражательных свойств нижней ионосферы после начала сильной магнитной бури 27 августа 1978 г.
(продолжение измерений вторичной компоненты в условиях
интеференционного минимума основной компоненты ночью)
2.6 Новые интерференционные СДВ-явления для ТЕ-компоненты на восходе Солнца в случае дальнего распространения и интерференционного максимума по основной компоненте (продолжение, радиотрасса С7ГШ-Лешшград)
2.7. Оценка эффекта деполяризации на субавроральной радиотрассе Алдра-Калининград на частоте 12,1 кГц (продолжение измерений в условиях интерференционного максимума по
основной компоненте)
Рисунки ко 2-ой главе
3. Интерференционные СДВ-явления и динамика нижней кромки авроральной ионосферы во время геофизических возмущений известного типа
3.1. Динамика отражательных свойств нижней кромки ионосферы
во время авроральных возмущений
3.2. Анализ динамики отражательных свойств нижней ионосферы
на заходе Солнца для авроральной трассы
3.3. Динамика нижней кромки ионосферы во время ППШ и ВИВ
3.3.1. Модифицированный метод анализа СДВ-аномалий
3.3.2. Динамика отражательных свойств нижней кромки
авроральной ионосферы в случае ППШ от 16 февраля 1984 г
3.4. Динамика нижней кромки ионосферы во время геофизических возмущений ВИВ и ППШ от 29 сентября 1989 г
3.4.1. Уточнения к алгоритму, использованному в данном анализе
3.4.2. Общая характеристика СДВ-возмущений, произошедших
29.IX 89
3.4.3. Численный анализ ВИВ и ППШ от 29 сентября 1989 г
3.5. Заключителные замечания к анализу по первому способу
3.6. Решение обратной СДВ-задачи вторым способом. Определение электрических свойств ионизованной атмосферы для отдельных моментов времени обычных геофизических возмущений
3.6.1. Физическая и математическая постановки задачи
3.6.2. Численные результаты
3.7. Количественная связь между двумя вариантами решения обратной двухпараметрической СДВ-задачи
Рисунки к 3-ей главе
4. Интерференционные СДВ-явления и электрические свойства атмосферы во время высыпания релятивистских электронов

/уникальность СДВ-метода/.
4.1. Описание аномального СДВ-явления, впервые зарегистрированного в ПГИ КФ АН СССР на, авроральыой трассе средней протяженности.
4.2. Описание аномального СДВ-явления, зарегистрированного на авроральыой трассе средней протяженности .за шесть часов до вторжения СКЛ.
4.3. Анализ аномальных СДВ-явлений от 22 октября и 2 ноября 1989 г.
4.4. Мощные возмущения (МщВ) СДВ-сигналов и классическая задача радиофизики.
4.5. Статистика и феноменология релятивистских авроральных возмущений и разбиение их на четыре типа.
4.6. Анализ явлений РАВ от 15 сентября 1982 г. вторым способом решения обратной СДВ-задачи. /Немонотонность профиля электронной концентрации/.
4.7. Анализ явлений РАВ для других календарных дат вторым способом решения обратной СДВ-задачн. /Немонотонность профиля электронной концентрации (продолжение).
4.8. Физическое обсуждение результатов, полученных в данной главе. /Уникальность СДВ-метода.
5. Положения диссертации, выносимые на защиту.
Рисунки к 4-ой главе.
Литература.
Приложение 1.
Приложение 2.
Приложение 3.
Приложение 4.
Приложение 5.
тализацию наших знаний о профиле 14(2) по высоте (то есть нельзя неограниченно увеличивать число опорных высот), оставаясь в неизменной дорожке доверительных интервалов профиля электронной концентрации. Наиболее полно и математически последовательно эта особенность как обратной СДВ-задачи, так и некоторых других геофизических обратных задач [166] проанализирована в [162, 167].
Таблица 1.2: Сравнение экспериментальных и расчетных значений коэффициентов отражения
Частота, кГц |_1_#1|/лДх| агд ХД|| - агд хЛх, град. иди
8,3 0,71 ± 20% 240 ± 8 0,32 ± 15%
0,46 223 0,33
17,3 0,76 ± 20% 205 ± 17 0,076 ± 15% ■
93 205 0,086
33,5 0,60 ± 20% 252 0,032 ± 15%
0,63 229 0,026
В профиле отыскиваемом по СДВ-далным, следует различать два вида
погрешностей. Во-первых, в нем отсутствует тонкая структура реального профиля. В. результате решения обратной задали получаются не истинные значения. 14,(2) а. оценочные, получаемые некоторым усреднением по некоторому интервалу высот. Величина этих минимально возможных интервалов, зависящая от г, может быть названа разрешающей способностью метода. Во-вторых, в определяемом Ме(г) присутствует погрешность, порожденная погрешностями исходных данных. Назовем ее главной погрешностью. Разрешающую способность и главную погрешность для профиля 14,(2), который получается из решения обратной задали, позволяет определить метод Бахуса и Гильберта [167].
Пусть А1е (2)-профиль обеспечивает равенство расчетных дп и измеренных величин В.п. Изменение этого профиля на малую величину 514(г) вызывает следующие изменения величин дп: