Физика атмосферы и гидросферы. Рубрика в журнале - Вестник Мурманского государственного технического университета
Авроральная турбулентность ионосферной конвекции
Статья научная
Исследован процесс формирования двумерных авроральных структур в холодной ионосферно-магнитосферной плазме в условиях конвекции. Возмущения в конвекции приводят к появлению токов, текущих поперек и вдоль магнитных силовых линий. Продольные токи, текущие из ионосферы в магнитосферу, обусловливают появление обратной положительной связи между возмущениями в магнитосфере и ионосфере. Ионосфера рассмотрена как тонкий проводящий неоднородный слой, учтен интегральный эффект от процессов ионизации и рекомбинации заряженных частиц. Процессы в ионосфере считались нелинейными, для изучения процессов в магнитосфере использовано линейное приближение, уравнение распространения альвеновской волны вдоль магнитного поля решено с учетом реалистичного профиля показателя преломления вдоль магнитной силовой линии. В ходе исследований установлено, что для умеренно возмущенных условий интегральная проводимость Холла равна 8 См, время нарастания авроральных возмущений с масштабами поперек магнитного поля в 1 км составляет ~60 с. Возмущения с меньшими поперечными масштабами развиваются быстрее. Тепловое движение частиц приводит к уменьшению инкремента развития неустойчивости и даже к подавлению этого развития.
Бесплатно
Влияние вспышек на солнце в марте 2012 г. на профили проводимости высокоширотной нижней ионосферы
Статья научная
На распространение электромагнитных сигналов в волноводе Земля - ионосфера оказывает влияние состояние D-слоя ионосферы. Известно, что имеет место связь скорости распространения атмосфериков - электромагнитных импульсов, порождаемых молниевыми разрядами, с профилем проводимости нижней ионосферы. В работе рассмотрено влияние серии вспышек на Солнце в марте 2012 г. на скорость распространения атмосфериков и, соответственно, на состояние высокоширотной нижней ионосферы, а также продемонстрирована возможность оценки дневных профилей проводимости по результатам измерений групповых скоростей распространения атмосфериков вдоль высокоширотной трассы в спокойных и в возмущенных условиях
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты наблюдений изменения температуры, электронной концентрации и полного электронного содержания высокоширотной области ионосферы во время ее модификации мощным коротковолновым радиоизлучением нагревного комплекса EISCAT/Heating (Тромсё, Норвегия) по данным сигналов спутников ГЛОНАСС и радара некогерентного рассеяния УВЧ ЕИСКАТ (Тромсё, Норвегия). Рассмотрена геометрия пролетов спутников ГЛОНАСС и GPS для условий работы нагревного комплекса в Тромсё. Показано, что во время экспериментов на комплексе EISCAT/Heating для изучения модифицированной структуры высокоширотной ионосферы удобнее использовать спутники ГЛОНАСС. Параметры орбит этих спутников позволяют исследовать изменения полного электронного содержания в направлении вдоль геомагнитной силовой линии в месте наблюдения. Показано, что во время нагрева ионосферы мощной коротковолновой радиоволной ее структура приобретает неоднородный характер. Работа нагревного комплекса в режиме "включено - выключено" вызывает появление волнообразных вариаций полного электронного содержания с периодом, близким к периоду нагрева. Основными особенностями поведения полного электронного содержания при непрерывном нагреве ионосферы в направлении магнитного зенита по данным спутника ГЛОНАСС явились уменьшение полного электронного содержания в центральной зоне диаграммы направленности антенны нагревного комплекса, т. е. в направлении магнитного зенита, и присутствие повышенных значений полного электронного содержания на краях зоны нагрева. По данным радара некогерентного рассеяния во время нагрева ионосферы вблизи направления на магнитный зенит формируется область повышенной электронной температуры и электронной концентрации. Поведение полного электронного содержания по данным спутника ГЛОНАСС и радара некогерентного рассеяния во многом соответствует друг другу, кроме этой области. Высказываются предположения о причинах такого несоответствия.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты наземных наблюдений излучения ОНЧ диапазона во время нагревного эксперимента. Показано, что поляризация горизонтального магнитного поля ионосферного источника определяется условиями распространения в волноводе Земля - ионосфера и на частотах 1 017 и 3 017 Гц преимущественно линейна, а на частоте 2 017 Гц - это эллиптическая левая. На частоте 1 017 Гц распространение сигналов от ионосферного источника происходит только на TEM моде, на частоте 3 017 Гц присутствуют три моды: TEM, ТМ01, ТЕ01. Произведена оценка фазовой скорости на частоте 1 017 Гц по измеренным разностям фаз сигналов, зарегистрированных в пространственно разнесенных точках
Бесплатно
Физические основы электропроводности сильно ионизированного воздуха
Статья научная
Исследован процесс возбуждения электропроводности воздуха импульсным пучком релятивистских электронов. Показано, что электропроводность воздуха при нормальном давлении определяется поведением электронной компоненты, которая с временным разрешением порядка 10-8 с повторяет изменения электронного потока. Рассмотрена возможность абсолютных измерений мощности экспозиционной дозы в широком диапазоне интенсивности излучения.
Бесплатно
Статья научная
Фотохимическая теория процессов в нижней ионосфере сложна и до конца не разработана, поэтому введение эмпирических эффективных коэффициентов, определяющих суммарную скорость нескольких реакций, получило широкое распространение при моделировании D -области ионосферы. Экспериментальные возможности получения значений эффективного коэффициента рекомбинации достаточно ограничены. Один из методов, позволяющих определить эффективные коэффициенты рекомбинации, использует явление солнечного затмения. В основе этого метода лежит идея Э. Эплтона о подобии поведения линейной индуктивной цепи и изменения электронной концентрации в ионосфере на фиксированной высоте при отсутствии процессов переноса, изменении скорости образования электронов во времени и исчезновении свободных электронов за счет рекомбинации. По аналогии с постоянной времени электрической цепи Эплтон назвал реакцию ионосферы на процесс ионизации инерционностью ионосферы с характерной постоянной времени τ, которую называют также "временем релаксации" или просто "постоянной времени ионосферы". Во время солнечных затмений 11 августа 1999 г., 1 августа 2008 г., 11 июня 2011 г., 20 марта 2015 г. на установке частичных отражений, расположенной на радиофизическом полигоне "Туманный" (69.0 с. ш., 35.7 в. д.), проведены регистрации амплитуд отражения обыкновенной и необыкновенной волн. Исходя из полученных данных, рассчитано двумерное (время, высота) распределение электронной концентрация ne на высотах D -области ионосферы. Это позволило определить поведение электронной концентрации во времени на выбранных высотах (временные профили электронной концентрации на выбранных высотах). На основе полученных экспериментальных профилей рассчитаны эффективные коэффициенты рекомбинации на высотах D- области ионосферы. Процессы переноса плазмы (например, распространение акустико-гравитационных волн, вертикальные движения) во время затмений повлияли на поведение временных профилей электронной концентрации на высотах D -области ионосферы. Это привело к тому, что на некоторых высотах D -области ионосферы определение эффективного коэффициента рекомбинации стало невозможным.
Бесплатно
