Диагностика крупномасштабных ионосферных возмущений методом доплеровского наклонного зондирования

• Автор: Цыбиков, Баир Бадмажапович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 165 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КРУПНОМАСШТАБНЫЕ ИОНОСФЕРНЫЕ ВОЗМУЩЕНИЯ И ИХ ДИАГНОСТИКА МЕТОДОМ ДОПЛЕРОВСКОГО
НАКЛОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
1.1. Доплеровский метод исследования крупномасштабных ионосферных возмущений
1.2. Экспериментальный комплекс доплеровского наклонного КВ-зондирования
и методика обработки данных
1.3. Адаптивная модель отклика сигнала на ионосферные возмущения крупных
пространственных масштабов
1.4. Модели распределения электронной
концентрации в возмущенной ионосфере
ГЛАВА 2. КРУПНОМАСШТАБНЫЕ ИОНОСФЕРНЫЕ ВОЗМУ-
ЩЕНИЯ В ОТКЛИКЕ СИГНАЛА НАКЛОННОГО ДОПЛЕРОВСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
2.1. Отклик сигналов ДНЗ на волновые возмущения
Ые в ионосфере вблизи терминатора
2.2. Воздействие солнечных вспышек на ионосферный
канал связи
2.3. Отклик ионосферы на солнечные затмения
2.4. Проявление возмущений геомагнитного поля в сигналах наклонного зондирования

ГЛАВА 3. ПАРАМЕТРЫ КРУПНОМАСШТАБНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ ИОНОСФЕРЫ ПО ДАННЫМ ДНЗ И ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1. Волновые возмущения ионосферной плазмы
вблизи терминатора
3.2. Движения ионосферы во время геомагнитных возмущений
3.3. Характеристики магнитосферного резонатора
по данным наклонного зондирования
3.4. Задержки отклика сигналов ДНЗ на возмущения
ионосферы импульсными источниками
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Важное место в исследованиях околоземного космического пространства занимают динамические процессы в ионосфере Земли. Данная проблема представляет большой научный и практический интерес по следующим соображениям:
- ионосфера Земли, представляющая собой нестационарную холодную магнитоактивную плазму, активно реагирует на процессы взаимодействия верхней атмосферы с солнечным ионизирующим излучением, межпланетным магнитным полем и солнечным ветром;
- на нее оказывают большое влияние процессы, возникающие в нижней атмосфере и термосфере вследствие вторичных эффектов взаимодействия с внешней средой, тектонической активности земной коры, практической деятельности человека.
Таким образом, ионосфера является естественным детектором процессов взаимодействия земной атмосферы с источниками как космического, так и земного происхождения. Реакция ионосферы проявляется в возникновении возмущений самых различных пространственных и временных масштабов.
Естественно, что это уже много лет привлекает к себе пристальное внимание специалистов физики ионосферы, распространения радиоволн и других смежных отраслей науки. Современное состояние ионосферных исследований таково, что все больший интерес представляют методы, позволяющие проводить пространственно - временные измерения параметров нестационарной ионосферы и дающие информацию о крупномасштабной динамике ионосферной плазмы. На передний план выходят задачи, связанные с переносом ионосферных возмущений, определением его скорости и направления, трансформацией ионосферных возмущений, идентификацией источников и определением их местоположения.

ионосферы.
Схема постановки вычислительных экспериментов построена таким образом, что использование (замена) моделей распределения электронной концентрации, представленных на рис. 1.3.1. возможно без дополнительных операций. Для этого распределение 1Уе задавалось выражением вида:
Щг,1) = #„(?,*)[: 1 + т(г,£)], (1.3.1)
При проведении вычислительных экспериментов использовался метод геометрической оптики (ГО). Хорошо известны [23, 79] ограничения, присущие этому методу. Для применения метода ГО требуется малость отношения Х/1, где А - длина радиоволны, а I - характерный размер неоднородностей. Это соотношение хорошо выполняется для наклонного распрстранения коротких радиоволн в ионосфере. Другое, более жесткое, ограничение требует выполнения условия: 1/Яф > 1, где Яф - радиус первой зоны Френеля. В нашем случае это ограничение является жестким и в ряде случаев не выполняется. В этих случаях решение, полученное методом ГО, может рассматриваться только как оценочное.
Переход к геометрооптическому приближению представляет собой переход от волнового уравнения к более простым уравнениям: уравнению эйконала, определяющему фазу волны, и уравнению переноса, определяющему ее амплитуду. Аналитическое решение уравнения эйконала известно только для весьма ограниченного круга задач, нами использовался способ решения уравнения эйконала, разработанный в МФТИ [83 -г 85] и основанный на применении метода характеристик. Этот метод позволяет находить решение системы уравнений в частных производных первого порядка при помощи интегрирования характеристической системы обыкновенных диффе-