Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле

Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле

Предлагается апробированная методика одновременной дистанционной диагностики напряженности мощного мезосферного электрического поля (ММЭП) и возникающих в этом поле возмущений основных параметров D-области ионосферы, базирующаяся на регистрации частично отраженных от ионосферы радиосигналов СЧ диапа...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2003
Автор: Мартыненко, С.И.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Радіоастрономічний інститут НАН України 2003
Назва видання:Радиофизика и радиоастрономия
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/122408
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле / С.И. Мартыненко // Радиофизика и радиоастрономия. — 2003. — Т. 8, № 2. — С. 127-136. — Бібліогр.: 30 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-122408
record_format dspace
spelling irk-123456789-1224082017-07-04T03:03:19Z Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле Мартыненко, С.И. Предлагается апробированная методика одновременной дистанционной диагностики напряженности мощного мезосферного электрического поля (ММЭП) и возникающих в этом поле возмущений основных параметров D-области ионосферы, базирующаяся на регистрации частично отраженных от ионосферы радиосигналов СЧ диапазона. Использовалось модельное представление источника ММЭП в виде мезосферного источника тока. В качестве примера приведены полученные по измерениям в районе г. Харькова высотные профили напряженности ММЭП, возмущений эффективной частоты соударений и концентрации электронов, относительных возмущений температуры электронов, эффективной частоты прилипания электронов, эффективного коэффициента электрон-ионной рекомбинации, коэффициента потерь энергии электроном при одном соударении с тяжелой частицей, низкочастотной проводимости плазмы, концентраций положительных и отрицательных ионов в нижней части D-области. Получены оценки суммарной погрешности определения вышеуказанных параметров. Запропоновано апробовану методику одночасної дистанційної діагностики напруженості потужного мезосферного електричного поля (ПМЕП) та збурень основних параметрів D-області іоносфери, що виникають у цьому полі, яка базується на реєстрації частково відбитих від іоносфери радіосигналів СЧ діапазону. Використовувалось модельне представлення джерела ПМЕП у вигляді мезосферного джерела струму. Як приклад наведено одержані за вимірюванями у районі м. Харкова висотні профілі напруженості ПМЕП, збурень ефективної частоти зіткнень та концентрації електронів, відносних збурень температури електронів, ефективної частоти прилипання електронів, ефективного коефіцієнта електрон-іонної рекомбінації, коефіцієнта втрат енергії електроном при одному зіткненні з важкою частинкою, низькочастотної провідності плазми, концентрацій позитивних та негативних іонів у нижній частині D-області. Одержано оцінки сумарної похибки визначення вищевказаних параметрів. A method is developed and tested for simultaneous remote sensing the intensity of large mesospheric electric field (LMEF) and the disturbances of basic parameters of ionosphere D-region that arise in this field by using data records of the MF radio signals partially reflected from the ionosphere. The model representation of the LMEF source as the current source has been used. As an example, the height profiles of LMEF intensity, electron number density and effective collision frequency, relative disturbances in electron temperature, effective rate at which the negative ions are formed by attachment of electrons to neutral constituents, effective rate of electron-ion recombination, fractional loss of energy per electron collision with a heavy particle, low-frequency conductivity of the ionospheric D-region plasma, positive and negative ion number density, are presented as observed near Kharkiv. The estimates of the total error in the above-mentioned parameters have been calculated. 2003 Article Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле / С.И. Мартыненко // Радиофизика и радиоастрономия. — 2003. — Т. 8, № 2. — С. 127-136. — Бібліогр.: 30 назв. — рос. 1027-9636 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/122408 550.388.2: 551.510.535 ru Радиофизика и радиоастрономия Радіоастрономічний інститут НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Предлагается апробированная методика одновременной дистанционной диагностики напряженности мощного мезосферного электрического поля (ММЭП) и возникающих в этом поле возмущений основных параметров D-области ионосферы, базирующаяся на регистрации частично отраженных от ионосферы радиосигналов СЧ диапазона. Использовалось модельное представление источника ММЭП в виде мезосферного источника тока. В качестве примера приведены полученные по измерениям в районе г. Харькова высотные профили напряженности ММЭП, возмущений эффективной частоты соударений и концентрации электронов, относительных возмущений температуры электронов, эффективной частоты прилипания электронов, эффективного коэффициента электрон-ионной рекомбинации, коэффициента потерь энергии электроном при одном соударении с тяжелой частицей, низкочастотной проводимости плазмы, концентраций положительных и отрицательных ионов в нижней части D-области. Получены оценки суммарной погрешности определения вышеуказанных параметров.
format Article
author Мартыненко, С.И.
spellingShingle Мартыненко, С.И.
Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле
Радиофизика и радиоастрономия
author_facet Мартыненко, С.И.
author_sort Мартыненко, С.И.
title Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле
title_short Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле
title_full Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле
title_fullStr Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле
title_full_unstemmed Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле
title_sort методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле
publisher Радіоастрономічний інститут НАН України
publishDate 2003
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/122408
citation_txt Методика дистанционной диагностики ионосферных возмущений в мощном мезосферном электрическом поле / С.И. Мартыненко // Радиофизика и радиоастрономия. — 2003. — Т. 8, № 2. — С. 127-136. — Бібліогр.: 30 назв. — рос.
series Радиофизика и радиоастрономия
work_keys_str_mv AT martynenkosi metodikadistancionnojdiagnostikiionosfernyhvozmuŝenijvmoŝnommezosfernomélektričeskompole
first_indexed 2025-07-08T21:40:20Z
last_indexed 2025-07-08T21:40:20Z
_version_ 1837116499252215808
fulltext Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2003, ò. 8, ¹2, ñòð. 127-136 © Ñ. È. Ìàðòûíåíêî, 2003 ÓÄÊ 550.388.2: 551.510.535 Ìåòîäèêà äèñòàíöèîííîé äèàãíîñòèêè èîíîñôåðíûõ âîçìóùåíèé â ìîùíîì ìåçîñôåðíîì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå Ñ. È. Ìàðòûíåíêî Õàðüêîâñêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èì. Â. Í. Êàðàçèíà, Óêðàèíà, 61077, Õàðüêîâ, ïë. Ñâîáîäû, 4 E-mail: Sergey.I.Martynenko@univer.kharkov.ua Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 5 ñåíòÿáðÿ 2002 ã. Ïðåäëàãàåòñÿ àïðîáèðîâàííàÿ ìåòîäèêà îäíîâðåìåííîé äèñòàíöèîííîé äèàãíîñòèêè íàïðÿ- æåííîñòè ìîùíîãî ìåçîñôåðíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ (ÌÌÝÏ) è âîçíèêàþùèõ â ýòîì ïîëå âîçìóùåíèé îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ D-îáëàñòè èîíîñôåðû, áàçèðóþùàÿñÿ íà ðåãèñòðàöèè ÷àñòè÷- íî îòðàæåííûõ îò èîíîñôåðû ðàäèîñèãíàëîâ Ñ× äèàïàçîíà. Èñïîëüçîâàëîñü ìîäåëüíîå ïðåä- ñòàâëåíèå èñòî÷íèêà ÌÌÝÏ â âèäå ìåçîñôåðíîãî èñòî÷íèêà òîêà.  êà÷åñòâå ïðèìåðà ïðèâåäå- íû ïîëó÷åííûå ïî èçìåðåíèÿì â ðàéîíå ã. Õàðüêîâà âûñîòíûå ïðîôèëè íàïðÿæåííîñòè ÌÌÝÏ, âîçìóùåíèé ýôôåêòèâíîé ÷àñòîòû ñîóäàðåíèé è êîíöåíòðàöèè ýëåêòðîíîâ, îòíîñèòåëüíûõ âîç- ìóùåíèé òåìïåðàòóðû ýëåêòðîíîâ, ýôôåêòèâíîé ÷àñòîòû ïðèëèïàíèÿ ýëåêòðîíîâ, ýôôåêòèâíî- ãî êîýôôèöèåíòà ýëåêòðîí-èîííîé ðåêîìáèíàöèè, êîýôôèöèåíòà ïîòåðü ýíåðãèè ýëåêòðîíîì ïðè îäíîì ñîóäàðåíèè ñ òÿæåëîé ÷àñòèöåé, íèçêî÷àñòîòíîé ïðîâîäèìîñòè ïëàçìû, êîíöåíòðà- öèé ïîëîæèòåëüíûõ è îòðèöàòåëüíûõ èîíîâ â íèæíåé ÷àñòè D-îáëàñòè. Ïîëó÷åíû îöåíêè ñóì- ìàðíîé ïîãðåøíîñòè îïðåäåëåíèÿ âûøåóêàçàííûõ ïàðàìåòðîâ. Çàïðîïîíîâàíî àïðîáîâàíó ìåòîäèêó îäíî÷àñíî¿ äèñòàíö³éíî¿ ä³àãíîñòèêè íàïðóæåíîñò³ ïî- òóæíîãî ìåçîñôåðíîãî åëåêòðè÷íîãî ïîëÿ (ÏÌÅÏ) òà çáóðåíü îñíîâíèõ ïàðàìåòð³â D-îáëàñò³ ³îíîñôåðè, ùî âèíèêàþòü ó öüîìó ïîë³, ÿêà áàçóºòüñÿ íà ðåºñòðàö³¿ ÷àñòêîâî â³äáèòèõ â³ä ³îíîñ- ôåðè ðàä³îñèãíàë³â Ñ× ä³àïàçîíó. Âèêîðèñòîâóâàëîñü ìîäåëüíå ïðåäñòàâëåííÿ äæåðåëà ÏÌÅÏ ó âèãëÿä³ ìåçîñôåðíîãî äæåðåëà ñòðóìó. ßê ïðèêëàä íàâåäåíî îäåðæàí³ çà âèì³ðþâàíÿìè ó ðàéîí³ ì. Õàðêîâà âèñîòí³ ïðîô³ë³ íàïðóæåíîñò³ ÏÌÅÏ, çáóðåíü åôåêòèâíî¿ ÷àñòîòè ç³òêíåíü òà êîíöåí- òðàö³¿ åëåêòðîí³â, â³äíîñíèõ çáóðåíü òåìïåðàòóðè åëåêòðîí³â, åôåêòèâíî¿ ÷àñòîòè ïðèëèïàííÿ åëåêòðîí³â, åôåêòèâíîãî êîåô³ö³ºíòà åëåêòðîí-³îííî¿ ðåêîìá³íàö³¿, êîåô³ö³ºíòà âòðàò åíåð㳿 åëåê- òðîíîì ïðè îäíîìó ç³òêíåíí³ ç âàæêîþ ÷àñòèíêîþ, íèçüêî÷àñòîòíî¿ ïðîâ³äíîñò³ ïëàçìè, êîíöåí- òðàö³é ïîçèòèâíèõ òà íåãàòèâíèõ ³îí³â ó íèæí³é ÷àñòèí³ D-îáëàñò³. Îäåðæàíî îö³íêè ñóìàðíî¿ ïîõèáêè âèçíà÷åííÿ âèùåâêàçàíèõ ïàðàìåòð³â. 1. Ââåäåíèå Ãåîýëåêòðè÷åñêèå ïîëÿ èãðàþò îñíîâîïî- ëàãàþùóþ ðîëü â ýëåêòðîäèíàìèêå îêîëîçåì- íîé ñðåäû (ñì., íàïðèìåð, [1, 2]). Îòêðûòèå â 70-õ ãîäàõ ñ ïîìîùüþ ïðÿìûõ ðàêåòíûõ èçìå- ðåíèé ñóùåñòâîâàíèÿ ìîùíûõ ìåçîñôåðíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé (ÌÌÝÏ) ñ íàïðÿæåííî- ñòüþ ïîëÿ îò åäèíèö äî äåñÿòêà Â/ì ïîëîæèëî íà÷àëî ðàçâèòèþ ïðåäñòàâëåíèé î ìåçîñôåðå, êàê îá àêòèâíîì ýëåìåíòå ãëîáàëüíîé àòìîñ- ôåðíîé ýëåêòðîäèíàìè÷åñêîé ñèñòåìû [3, 4]. Ïðè ýòîì ÌÌÝÏ ìîãóò ñóùåñòâåííî (äî íå- ñêîëüêèõ ðàç è áîëåå) âîçìóùàòü îñíîâíûå ïàðàìåòðû íèæíåé èîíîñôåðû [5], ÷òî òàêæå âëå÷åò çà ñîáîé èçìåíåíèå óñëîâèé èîíîñôåð- íîãî ðàñïðîñòðàíåíèÿ ðàäèîâîëí ðàçëè÷íûõ äèàïàçîíîâ. Ñ òî÷êè çðåíèÿ ìàêðîïðîöåññîâ Ñ. È. Ìàðòûíåíêî 128 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2003, ò. 8, ¹2 ó÷åò ÌÌÝÏ îòêðûâàåò äîïîëíèòåëüíûå âîç- ìîæíîñòè â ìîäåëèðîâàíèè ýëåêòðîäèíàìè÷åñ- êèõ ñâÿçåé ìåæäó íèæíèìè è âåðõíèìè ñëîÿ- ìè àòìîñôåðû (îñîáåííî â âîçìóùåííûõ óñ- ëîâèÿõ [5-10]), à òàêæå â óòî÷íåíèè ñóùåñòâó- þùèõ ìåõàíèçìîâ ðàçâèòèÿ â ñðåäíåé àòìîñ- ôåðå êðóïíîìàñøòàáíûõ îïòèêî-ýëåêòðè÷åñ- êèõ ÿâëåíèé òèïà �red sprites� è �elves�, îò- êðûòûõ â ïîñëåäíåå äåñÿòèëåòèå (ñì., íàïðè- ìåð, îáçîð [11]). Õîòÿ âîçìîæíûé ìåõàíèçì ãåíåðàöèè ÌÌÝÏ, îñíîâàííûé íà ðàçâèòèè â ìåçîñôåðå äâóõïîòîêîâîé íåóñòîé÷èâîñòè, áûë ïðåäëî- æåí åùå â ðàáîòå [12], óäîâëåòâîðèòåëüíîé ìîäåëè ïðîñòðàíñòâåííî-âðåìåííîãî ðàñïðå- äåëåíèÿ ÌÌÝÏ ïîêà ðàçðàáîòàòü íå óäàëîñü. Îäíîé èç îñíîâíûõ ïðè÷èí ýòîãî ÿâëÿåòñÿ ýïè- çîäè÷íîñòü è âûñîêàÿ ñòîèìîñòü ïðÿìûõ ðà- êåòíûõ èçìåðåíèé ÌÌÝÏ, ÷òî äåëàåò çàòðóä- íèòåëüíûì ñîçäàíèå íåîáõîäèìîãî áàíêà ýêñ- ïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ (ñì., íàïðèìåð, [13]).  ïîñëåäíèå ãîäû â ðàáîòàõ [5, 14, 15] áûëà ðàçâèòà è àïðîáèðîâàíà ìåòîäèêà äèñòàíöè- îííîãî îïðåäåëåíèÿ íàïðÿæåííîñòè ÌÌÝÏ ïî ðåãèñòðàöèÿì ÷àñòè÷íî îòðàæåííûõ (×Î) ðà- äèîñèãíàëîâ â äèàïàçîíå âûñîò 60 70÷ êì, êîòîðàÿ ïîçâîëèëà óâåëè÷èòü îáúåì ñâåäåíèé î ìåçîñôåðíîì ýëåêòðè÷åñòâå. Ê ñîæàëåíèþ, ê ñóùåñòâåííîìó íåäîñòàòêó ïðåäëîæåííîé ìåòîäèêè ìîæíî îòíåñòè ñðàâíèòåëüíî óçêèé âûñîòíûé äèàïàçîí åå ïðèìåíèìîñòè. Ýòî îáúÿñíÿåòñÿ íåêîððåêòíîñòüþ ïðåíåáðåæåíèÿ âëèÿíèåì äèôôåðåíöèàëüíîãî ïîãëîùåíèÿ îáûêíîâåííîé è íåîáûêíîâåííîé êîìïîíåíò ×Î ñèãíàëà íà îòíîøåíèå èíòåíñèâíîñòåé ýòèõ êîìïîíåíò âî âñåé D-îáëàñòè.  ðàáîòå [16] íà îñíîâàíèè àíàëèçà ìàòåðèàëüíîãî óðàâíå- íèÿ äëÿ âåðòèêàëüíûõ êâàçèñòàöèîíàðíûõ ÌÌÝÏ ñ ó÷åòîì óñðåäíåííîé ïî àíñàìáëþ ðåàëèçàöèé ýêñïåðèìåíòàëüíîé âûñîòíîé çà- âèñèìîñòè íàïðÿæåííîñòè ÌÌÝÏ áûë ñäåëàí âàæíûé âûâîä î òîì, ÷òî äëÿ èîíîñôåðíîé íàãðóçêè èñòî÷íèê ÌÌÝÏ ïðåäñòàâëÿåò ñî- áîé èñòî÷íèê òîêà (ïî êðàéíåé ìåðå äëÿ âû- ñîò 60z> êì). Òàêèì îáðàçîì, ïîÿâèëàñü ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü èñïîëüçóÿ ìî- äåëüíîå ïðåäñòàâëåíèå èñòî÷íèêà ÌÌÝÏ êàê ìåçîñôåðíîãî èñòî÷íèêà òîêà ñóùåñòâåííî ðàñøèðèòü ïðåäåëû ïðèìåíèìîñòè è âîçìîæ- íîñòè ìåòîäèêè äèñòàíöèîííîé äèàãíîñòèêè èîíîñôåðíûõ âîçìóùåíèé ïðè íàëè÷èè ÌÌÝÏ ñ ïîìîùüþ ðåãèñòðàöèé ×Î ñèãíàëîâ, ÷åìó è ïîñâÿùåíà äàííàÿ ðàáîòà. 2. Îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ ìåòîäèêè Äëÿ êîíêðåòèçàöèè ôóíêöèîíàëüíûõ ñâÿ- çåé ìåæäó õàðàêòåðèñòèêàìè ÌÌÝÏ, èîíîñ- ôåðíîé ïëàçìû è ×Î ðàäèîñèãíàëîâ â êà÷å- ñòâå èñõîäíîé èñïîëüçóåì ñëåäóþùóþ êâàçè- ñòàöèîíàðíóþ ñèñòåìó óðàâíåíèé (ñì., íà- ïðèìåð, [5]): 22 22 22 2 2 ( ) ( ) ( ) L e L e A R z A − +  ω+ ω + ν = = ×  ω− ω + ν  2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) L L L e e e L L L e e e K K K K ε σ ε σ    ω− ω ω− ωω− ω + ν   ν ν   × ×    ω+ ω ω+ ωω+ ω + ν   ν ν    { }exp 4 ( ) 4 ( ) ,K z K z+ −× − (1) 0 2 ( ) ( )d , z e z K z z z c ± ± π= σ∫ (2) 2 2 2 ( ) ( ) ( ) , ( )( ) ( ) e L e eL e e N z z z K zm z ± σ  ν ω± ωσ =  ν ω± ω + ν    (3) 2(1 ) 0,i d a rq N N N+ ν λ − ν − α + λ = (4) 2 2(1 ) (1 ) 0,i r iq N N− α + λ − α λ + λ = (5) 2 ( ) 0, 3 e e e n Q T T kN − δν − = (6) const,e ej E= σ = (7) Ìåòîäèêà äèñòàíöèîííîé äèàãíîñòèêè èîíîñôåðíûõ âîçìóùåíèé â ìîùíîì ìåçîñôåðíîì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå 129Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2003, ò. 8, ¹2 ãäå 2A− è 2A+ � óñðåäíåííûå èíòåíñèâíîñòè íåîáûêíîâåííîé è îáûêíîâåííîé êîìïîíåíò ×Î ñèãíàëîâ ñîîòâåòñòâåííî; ( )K z± � èíòåã- ðàëüíîå ïîãëîùåíèå ×Î ðàäèîñèãíàëà äëÿ îáûêíîâåííîé (èíäåêñ �+�) è íåîáûêíîâåí- íîé (èíäåêñ ���) êîìïîíåíò ( )( ) ( ) ;K z K z− +> e±σ � ñîîòâåòñòâóþùàÿ âûñîêî÷àñòîòíàÿ ýëåê- òðîííàÿ ïðîâîäèìîñòü äëÿ îáûêíîâåííîé èëè íåîáûêíîâåííîé êîìïîíåíòû; 2 fω = π (f � ÷àñòîòà çîíäèðóþùåé ðàäèîâîëíû); 2L Lfω = π ( Lf � ïðîäîëüíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ãè- ðî÷àñòîòû ýëåêòðîíîâ, äëÿ ñðåäíèõ øèðîò 1.35Lf ≈ ÌÃö); 2 L e Kε  ω± ω  ν  è 2 L e Kσ  ω± ω  ν  � êèíåòè÷åñêèå êîýôôèöèåíòû äëÿ âûñîêî÷àñ- òîòíûõ äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè è ïðî- âîäèìîñòè ïëàçìû â D-îáëàñòè èîíîñôåðû (ñì., íàïðèìåð, [17]); e � çàðÿä ýëåêòðîíà; m � ìàññà ïîêîÿ ýëåêòðîíà; c � ñêîðîñòü ñâåòà â âàêóóìå; 0z � âûñîòà íèæíåé ãðàíèöû èîíîñ- ôåðû (â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ ïîëàãàåòñÿ 0 60z = êì äíåì è 0 75 80z = ÷ êì íî÷üþ); iq � ñêîðîñòü èîíîîáðàçîâàíèÿ; dν � ýôôåêòèâíàÿ ÷àñòîòà îòëèïàíèÿ ýëåêòðîíîâ îò îòðèöàòåëü- íûõ èîíîâ; N � êîíöåíòðàöèÿ ýëåêòðîíîâ; N N−λ = � îòíîøåíèå êîíöåíòðàöèè îòðè- öàòåëüíûõ èîíîâ ê êîíöåíòðàöèè ýëåêòðîíîâ; N− � êîíöåíòðàöèÿ îòðèöàòåëüíûõ èîíîâ; aν � ýôôåêòèâíàÿ ÷àñòîòà ïðèëèïàíèÿ ýëåêòðîíîâ ê íåéòðàëüíûì ÷àñòèöàì; rα � ýôôåêòèâíûé êîýôôèöèåíò ýëåêòðîí-èîííîé ðåêîìáèíàöèè; iα � ýôôåêòèâíûé êîýôôèöèåíò èîí-èîííîé ðåêîìáèíàöèè; eQ N � ñðåäíÿÿ ýíåðãèÿ, ñî- îáùàåìàÿ ýëåêòðîíó âíåøíèì èñòî÷íèêîì íà- ãðåâà (íàïðèìåð, âíåøíèì ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì); k � ïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà; eT � òåì- ïåðàòóðà ýëåêòðîíîâ; nT � òåìïåðàòóðà íåéò- ðàëüíûõ ÷àñòèö; δ � îòíîñèòåëüíàÿ äîëÿ ýíåð- ãèè, òåðÿåìàÿ ýëåêòðîíîì ïðè îäíîì ñîóäàðå- íèè ñ òÿæåëîé ÷àñòèöåé; eν � ýôôåêòèâíàÿ ÷àñòîòà ñîóäàðåíèé ýëåêòðîíîâ ñ íåéòðàëüíû- ìè ÷àñòèöàìè; ej � ïëîòíîñòü òîêà, êîòîðàÿ îáåñïå÷èâàåòñÿ âíåøíèì àòìîñôåðíûì èñòî÷- íèêîì òîêà; eσ � íèçêî÷àñòîòíàÿ ýëåêòðîííàÿ ïðîâîäèìîñòü ïëàçìû â D-îáëàñòè; E � íàïðÿ- æåííîñòü êâàçèñòàöèîíàðíîãî ìåçîñôåðíîãî âåðòèêàëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ. Ôóíêöèÿ R(z) â (1) îïèñûâàåò ñâÿçü ìåæ- äó îòíîøåíèåì óñðåäíåííûõ èíòåíñèâíîñ- òåé íåîáûêíîâåííîé è îáûêíîâåííîé êîì- ïîíåíò ×Î ñèãíàëîâ ïðè êâàçèïðîäîëüíîì ðàñïðîñòðàíåíèè è ïàðàìåòðàìè âîçìóùåí- íîé D-îáëàñòè. Óðàâíåíèÿ (4) � (6) ÿâëÿþòñÿ óðàâíåíèÿìè áàëàíñà äëÿ êîíöåíòðàöèè ýëåê- òðîíîâ, êîíöåíòðàöèè ïîëîæèòåëüíûõ èîíîâ è òåìïåðàòóðû ýëåêòðîíîâ ñîîòâåòñòâåííî, à óðàâíåíèå (7) � íåëèíåéíûì ìàòåðèàëüíûì óðàâíåíèåì äëÿ ÌÌÝÏ â êâàçèñòàöèîíàðíîì ñëó÷àå (çàêîí Îìà â äèôôåðåíöèàëüíîé ôîð- ìå). Ïðè çàïèñè óðàâíåíèé (4) � (6) ïîëàãà- ëîñü, ÷òî ñëàáîèîíèçèðîâàííàÿ èîíîñôåðíàÿ ïëàçìà êâàçèíåéòðàëüíà, òåìïåðàòóðà ïîëî- æèòåëüíûõ è îòðèöàòåëüíûõ èîíîâ ðàâíà òåì- ïåðàòóðå íåéòðàëüíûõ ÷àñòèö, à âëèÿíèåì ïðîöåññîâ ïåðåíîñà íà ëîêàëüíûå ïëàçìåí- íûå âîçìóùåíèÿ ìîæíî ïðåíåáðå÷ü (ñì., íà- ïðèìåð, [5]).  D-îáëàñòè .e e e eQ j E j= = σ (8) Ó÷òåì òàêæå, ÷òî (ñì., íàïðèìåð, [17, 18]) 2 (0) ,e e e N K mσσ = ν (9) 11 5 65.8 10 ,e n eN T−ν = ⋅ (10) ( )0 ,nT Tδ = δ ( 4),e nT T < (11) 00.2 ,δ = δ (4 15),e nT T< < ( ) ( )( ( )291.4 10 300 exp 100 exp 700a e n eT T T−ν = ⋅ − × )31 2 2 2(O ) 1.0 10 (N ) (O ),N N N−× + ⋅ (12) 1 2 1 2 6 300 6.0 10 ,n r n e T T T −     α ≈ ⋅         (13) Ñ. È. Ìàðòûíåíêî 130 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2003, ò. 8, ¹2 ãäå 1.42Kσ = [17]; nN � êîíöåíòðàöèÿ íåéò- ðàëüíûõ ÷àñòèö; 2(O )N � êîíöåíòðàöèÿ ìîëå- êóëÿðíîãî êèñëîðîäà, ñì�3; 2(N )N � êîíöåíò- ðàöèÿ ìîëåêóëÿðíîãî àçîòà, ñì�3; Te è Tn ïðè- âîäÿòñÿ â Ê, νa â ñ�1, αr â ñì�3⋅ñ�1; èíäåêñîì �0� çäåñü è äàëåå îáîçíà÷àþòñÿ ïàðàìåòðû èîíîñôåðíîé ïëàçìû â îòñóòñòâèå ÌÌÝÏ. Ïðåíåáðåãàÿ äèôôåðåíöèàëüíûì ïîãëîùå- íèåì íîðìàëüíûõ ìîä ×Î ðàäèîñèãíàëîâ äëÿ 1-ãî íèæíåãî ñëîÿ (îáû÷íî â äíåâíûõ óñëîâèÿõ ýòî ïðåíåáðåæåíèå ñïðàâåäëèâî ïðè âûñîòå 1 66 69z < ÷ êì, ñì., íàïðèìåð, [19, 20]), èç (1) ïîëó÷àåì ñëåäóþùåå ñîîòíîøåíèå äëÿ îïðåäå- ëåíèÿ âîçìóùåííîé ÷àñòîòû 1( )e zν ïî ýêñïå- ðèìåíòàëüíîìó çíà÷åíèþ 1( )R z [5, 14, 15]: 22 2 1 1 22 2 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) L e L e z R z z  ω+ ω + ν = ×  ω− ω + ν  2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 ( ) ( ) ( ) ( ) . ( ) ( ) ( ) ( ) L L L e e e L L L e e e K z K z z K z K z z ε σ ε σ    ω−ω ω−ωω− ω +ν   ν ν   ×    ω+ω ω+ωω+ ω +ν   ν ν    (14) Äàëåå, èç (6) � (11) ëåãêî ïîëó÷èòü âûðàæå- íèå, ñâÿçûâàþùåå 1( )e zν c 1( )E z [5, 14, 15]: 6 5 2 20 0 1 0 1 12 1 ( ) ( ) ( ) 1 , ( )0.97 e e e e km T z z E z ze   δ ν = ν −  ν    (15) ( )0 4 ,e eT T ≤ 6 5 2 20 0 1 1 12 0 1 ( ) ( ) ( ) 1 , ( )4.85 e e e e km T z z E z ze   δ ν = ν −  ν    (16) ( )0 4 ,e eT T > ãäå 0 1( )eT z è 0 1( )e zν ñâÿçàíû ñîîòíîøåíèåì (10). Ïðèíöèïèàëüíûì øàãîì ïåðåä ïåðåõîäîì êî 2-ìó ñëîþ ÿâëÿåòñÿ îïðåäåëåíèå òîêà ej èñòî÷íèêà ÌÌÝÏ ñ ïîìîùüþ (4) � (16).  ðåçóëüòàòå äëÿ âîçìóùåííîãî çíà÷åíèÿ 1( )N z ïîëó÷àåì: ( )( ){ } 1 21 2 1 1 1 1 1 1( ) ( ) 1 ( ) ( ) ( ) ( ) .i r iN z q z z − = +λ θ α θ +λ θ α (17) Âûðàæåíèå (17) ïîçâîëÿåò êîíêðåòèçèðîâàòü ej ñ ïîìîùüþ (7), (9). Çäåñü ( )6 5 1 1 0 1 1 0 1( ) ( ) ( ) ( ) .e e e eT z T z z zθ = = ν ν Äàëåå, äëÿ 2-ãî ñëîÿ èç (6) � (9) äëÿ 2( )N z ïîëó÷àåì: 1 22 2 0 2 2 2( ) 2.1 ( ) ( )( 1) .e e e N z j k T z m −   = ⋅ δ θ θ −    (18) Ïðèðàâíèâàÿ (18) è âûðàæåíèå äëÿ 2( ),N z îï- ðåäåëÿåìîå èç (1), ïîëó÷àåì â ðåçóëüòàòå ñëå- äóþùåå óðàâíåíèå îòíîñèòåëüíî 2( )e zν ñ ó÷å- òîì íåëèíåéíîãî äèôôåðåíöèàëüíîãî ïîãëî- ùåíèÿ ×Î ñèãíàëîâ: 1 22 0 2 2 22.1 ( ) ( )( 1)e e e j k T z m −   ⋅ δ θ θ − =    22 2 21 2 22 2 2 ( ) ( ) ln ( ) ( ) ( ) L e L e z R z z −   ω+ ω + ν  = ×  ω− ω + ν   ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) L L L e e e L L L e e e K z K z z K z K z z ε σ ε σ    ω− ω ω− ωω− ω + ν    ν ν    × ×   ω+ ω ω+ ω ω+ ω + ν   ν ν    1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( )8 ( ) , ( ) ( ) ( ) ( ) L L e e e L e L e K K z ze z z mc z z − σ σ      ω−ω ω+ω      ν νπ     × ν ∆ −  ω−ω +ν ω+ω +ν       (19) ãäå z∆ � øàã ïî âûñîòå. Ïðàâàÿ è ëåâàÿ ÷àñòè óðàâíåíèÿ (19) ðàâíû 2( ),N z ïîýòî- ìó îïðåäåëèâ 2( ),e zν èç (19) ëåãêî íàéòè 2( ).N z Ìåòîäèêà äèñòàíöèîííîé äèàãíîñòèêè èîíîñôåðíûõ âîçìóùåíèé â ìîùíîì ìåçîñôåðíîì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå 131Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2003, ò. 8, ¹2 Ïåðåõîäÿ ê 3-ìó ñëîþ, ïîëó÷àåì ñëåäóþ- ùåå óðàâíåíèå äëÿ îïðåäåëåíèÿ 3( ) :e zν 1 22 0 3 3 32.1 ( ) ( )( 1)e e e j k T z m −  ⋅ δ θ θ − =    22 2 31 3 22 2 3 ( ) ( ) ln ( ) ( ) ( ) L e L e z R z z −      ω + ω + ν   = ×   ω − ω + ν     2 2 2 2 3 3 3 2 2 2 2 3 3 3 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) L L L e e e L L L e e e K z K z z K z K z z ε σ ε σ    ω− ω ω− ωω− ω + ν    ν ν    × −   ω+ ω ω+ ω ω+ ω + ν   ν ν    ( ) 2 2 2 3 8 4 ( ) ( ) ( )e e K z K z z z mc − +   π− − ν ∆ ×   1 3 3 2 2 2 2 3 3 ( ) ( ) , ( ) ( ) ( ) ( ) L L e e L e L e K K z z z z − σ σ     ω− ω ω+ ω     ν ν     × −  ω− ω + ν ω+ ω + ν     (20) ãäå ( )2 24 ( ) ( )K z K z− +− = 22 2 21 2 22 2 2 ( ) ( ) ln ( ) ( ) ( ) L e L e z R z z −   ω+ ω + ν  = ×  ω− ω + ν   2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) , ( ) ( ) ( ) ( ) L L L e e e L L L e e e K z K z z K z K z z ε σ ε σ    ω− ω ω− ωω− ω + ν    ν ν    ×    ω+ ω ω + ω ω+ ω + ν    ν ν     êàê ñëåäóåò èç (1) � (3), (19). Ïî îïðåäåëåí- íîìó çíà÷åíèþ 3( )e zν èç (20) ëåãêî ïîëó÷èòü 3( ).N z Äàëåå ïðåäëàãàåìàÿ ïðîöåäóðà ïîñëåäîâà- òåëüíî ïîâòîðÿåòñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà îòíîñè- òåëüíûå âîçìóùåíèÿ ýôôåêòèâíîé ÷àñòîòû ñîóäàðåíèé è òåìïåðàòóðû ýëåêòðîíîâ íå ñòà- íóò ãîðàçäî ìåíüøèìè åäèíèöû. Òîãäà äëÿ âûøåëåæàùèõ ïðàêòè÷åñêè íåâîçìóùåííûõ ñëîåâ çíà÷åíèÿ N îïðåäåëÿþòñÿ èç (1), (2) ñ ïîìîùüþ êëàññè÷åñêîé ìåòîäèêè äèôôåðåí- öèàëüíîãî ïîãëîùåíèÿ ×Î ðàäèîñèãíàëîâ ñ àïðèîðíûì çàäàíèåì 0eν [19, 20]. Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ïðèâåäåííàÿ âûøå ìåòîäèêà ïîçâîëÿåò íå òîëüêî îäíîâðå- ìåííî ïîëó÷àòü âûñîòíûå ïðîôèëè âîçìóùåí- íûõ ýôôåêòèâíîé ÷àñòîòû ñîóäàðåíèé, òåìïå- ðàòóðû è êîíöåíòðàöèè ýëåêòðîíîâ, à òàêæå ñîîòâåòñòâóþùèõ íàïðÿæåííîñòåé âîçìóùàþ- ùèõ ìåçîñôåðíûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé, íî è îäíîâðåìåííî ýêñïåðèìåíòàëüíî îöåíèâàòü âîçìóùåííûå çíà÷åíèÿ îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ ìèêðîïðîöåññîâ â D-îáëàñòè (à èìåííî: 0 ,a aν ν 0 ,δ δ 0 ,r rα α 0 ,λ λ 0 ,eσ σ 0N N− − è 0 ).N N+ + Ò. å. ìîæíî ïðîâîäèòü êîìïëåêñ- íóþ äèñòàíöèîííóþ äèàãíîñòèêó âîçìóùåííîé D-îáëàñòè â ïðèñóòñòâèè ÌÌÝÏ è ýêñïåðè- ìåíòàëüíî èññëåäîâàòü ýëåêòðîäèíàìè÷åñêèå ñâîéñòâà ìåçîñôåðû êàê àêòèâíîãî ýëåìåíòà àò- ìîñôåðíîé ýëåêòðè÷åñêîé öåïè. Ê ñîæàëåíèþ, ñóùåñòâåííûì íåäîñòàòêîì ýòîé ìåòîäèêè ÿâ- ëÿåòñÿ åå ïðèìåíèìîñòü òîëüêî ïðè óñëîâèè íàäåæíîãî ïðèåìà ×Î ñèãíàëîâ îò íèæíåé ÷à- ñòè D-îáëàñòè (60 70÷ êì), ÷òî íà ïðàêòèêå îñóùåñòâèìî äàëåêî íå âñåãäà. 3. Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà Ïðîèëëþñòðèðóåì âîçìîæíîñòè ïðåäëàãà- åìîé ìåòîäèêè íà ïðèìåðå îáðàáîòêè ðåçóëü- òàòîâ ýêñïåðèìåíòà, ïðîâåäåííîãî 24.11.84 ã. íà ðàäèîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè Õàðüêîâñ- êîãî íàöèîíàëüíîãî óíèâåðñèòåòà (ïîñ. Ãàé- äàðû Õàðüêîâñêîé îáë.) ñ ïîìîùüþ ðàäèîòåõ- íè÷åñêîãî êîìïëåêñà ÷àñòè÷íûõ îòðàæåíèé (ñì., íàïðèìåð, [21]).  ýêñïåðèìåíòå äëÿ çîí- äèðîâàíèÿ íèæíåé èîíîñôåðû èñïîëüçîâàëèñü ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà 2.3 ÌÃö, çîíäèðóþùèå èì- ïóëüñû äëèòåëüíîñòüþ 25 ìêñ, ÷àñòîòà ïîâòî- ðåíèé èìïóëüñîâ ñîñòàâëÿëà 1 Ãö. Hà îñíîâà- Ñ. È. Ìàðòûíåíêî 132 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2003, ò. 8, ¹2 íèè ïðåäâàðèòåëüíîãî àíàëèçà äàííûõ áûë âûáðàí ïÿòèìèíóòíûé èíòåðâàë ðåãèñòðàöèè ×Î ñèãíàëîâ (09:54 � 09:59 LT), êîòîðûé õà- ðàêòåðèçîâàëñÿ îòñóòñòâèåì âðåìåííîãî òðåíäà èíòåíñèâíîñòè ×Î ñèãíàëîâ ñ âûñîò 66 84÷ êì è îòíîøåíèåì ñèãíàë/øóì, ïðåâû- øàþùèì 8. Ïîñëå ïðîâåðêè íà îäíîðîäíîñòü èñõîäíûõ ñòàòèñòè÷åñêèõ ðÿäîâ èíòåíñèâíîñòåé ñèãíàëà+øóìà è øóìà ïî êðèòåðèþ òðåõ ñðåä- íåêâàäðàòè÷åñêèõ îòêëîíåíèé è ïîñëåäóþùåãî âûäåëåíèÿ èíòåíñèâíîñòåé ×Î ñèãíàëîâ ôîð- ìèðîâàëàñü ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ âûñîòíàÿ çàâè- ñèìîñòü óñðåäíåííûõ çíà÷åíèé ôóíêöèè ( )R z ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè îöåíêàìè âûáîðî÷íûõ äèñ- ïåðñèé 2( )S R (ñì., íàïðèìåð, [22]): ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2 2 2 2 2 2 22 2 2 22 2 22 2 ( ) 2 , S A S A S A S AA S R A A AA A − + − +− ± + − +− +      = + − ρ          (21) ãäå ( )2 2 ,S A− ( )2 2 ,S A+ ±ρ � âûáîðî÷íûå äèñ- ïåðñèè è êîýôôèöèåíò âçàèìíîé êîððåëÿöèè èíòåíñèâíîñòåé íåîáûêíîâåííîé è îáûêíîâåí- íîé êîìïîíåíò ×Î ñèãíàëîâ ñîîòâåòñòâåííî. Îöåíåííûå ñ ïîìîùüþ (21) ïî óðîâíþ äîâåðè- òåëüíîé âåðîÿòíîñòè 0.99 äîâåðèòåëüíûå èí- òåðâàëû äëÿ ( )R z ëåæàëè â ïðåäåëàõ îò 2.4 %± (äëÿ 66 êì) äî 16 %± (äëÿ 78 êì). Äàëåå ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ çàâèñèìîñòü ( )R z èñïîëüçîâàëàñü äëÿ îäíîâðåìåííîãî îï- ðåäåëåíèÿ âûñîòíûõ çàâèñèìîñòåé îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ âîçìóùåííîé D-îáëàñòè è õàðàê- òåðèñòèê âîçìóùàþùèõ ÌÌÝÏ (ñì. òàáëè- öó, çäåñü â ñêîáêàõ óêàçàíû ñîîòâåòñòâóþùèå ñòàòèñòè÷åñêèå äîâåðèòåëüíûå èíòåðâàëû ïî óðîâíþ äîâåðèòåëüíîé âåðîÿòíîñòè 0.99). Ñíà÷àëà äëÿ z = 66 êì èç (14) îïðåäåëÿëàñü eν (z) ïðè 7 0( ) 1.68 10e zν = ⋅ ñ�1, ÷òî ñîîòâåò- ñòâóåò íåâîçìóùåííîé òåìïåðàòóðå ýëåêòðîíîâ 0 240eT = K â èçîòåðìè÷åñêîé èîíîñôåðíîé ïëàçìå (èñïîëüçîâàëèñü ìîäåëüíûå ïàðàìåòðû íåâîçìóùåííîé ñðåäû èç ðàáîò [17, 18, 23-29]). Çàòåì ïî èçâåñòíûì ,eν 0eν ñ èñïîëüçîâàíèåì (10) �(13), (15) áûëè ïîëó÷åíû E, 0 ,e eT T 0 ,δ δ 0 ,α α 0 ,ν ν 0λ λ ïðè 66z = êì. Ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèå âûñîêóþ ñòàáèëü- íîñòü â ñïîêîéíûõ ãåîìàãíèòíûõ óñëîâèÿõ îñíîâíîãî èñòî÷íèêà èîíèçàöèè íà âûñîòå 66 êì, êàêîâûì ÿâëÿþòñÿ êîñìè÷åñêèå ëó÷è (ñì., íàïðèìåð, [1, 23-25, 29]), ìîæíî çàäàòü N0 = 60 ñì�3 ïðè z = 60 êì, 0.05iq = ñì�3·ñ�1 (ñì. òàêæå [16]). Òîãäà èç (4), (5), (12), (13) ïðè 6 0 6.7 10r −α = ⋅ ñì�3·ñ�1, 86.8 10i −α = ⋅ ñì�3·ñ�1, 0 0.7aν = ñ�1, 0.7dν = ñ�1, 0 0 1.0a dλ = ν ν = ïîëó÷àåì N ïðè z = 66 êì, à òàêæå èç (7), (9) íàõîäèì íå çàâèñÿùóþ îò âûñîòû ïðè 66z≥ êì õàðàêòåðèñòèêó ìåçîñôåðíîãî èñ- òî÷íèêà òîêà 83.58 10ej −= ⋅ À/ì2. Ïðîöåäó- ðà ïîëó÷åíèÿ âîçìóùåííûõ ïàðàìåòðîâ èîíîñôåðíîé ïëàçìû íà ñëåäóþùèõ âûñî- òàõ óæå áûëà îïèñàíà âûøå. Ïðè ýòîì ïîëà- ãàëîñü 7 0( ) 1.1 10e zν = ⋅ ñ�1, 0( ) 230eT z = K äëÿ z = 69 êì; 6 0( ) 6.8 10e zν = ⋅ ñ�1, 0( ) 210eT z = K äëÿ z = 72 êì; 6 0( ) 4.2 10e zν = ⋅ ñ�1äëÿ z = 75 êì; 6 0( ) 2.5 10e zν = ⋅ ñ�1 äëÿ z = 78 êì. Èç òàáëèöû 1 âèäíî, ÷òî îòíîñèòåëüíàÿ ñòàòèñòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü îïðåäåëåíèÿ èîíîñôåðíûõ ïàðàìåòðîâ â ýêñïåðèìåíòå ëå- æàëà â ïðåäåëàõ îò åäèíèö ïðîöåíòîâ ïðè 66z = êì äî 23 % ïðè 78z = êì ïî óðîâíþ äîâåðèòåëüíîé âåðîÿòíîñòè 0.99, ò. å. áûëà îòíîñèòåëüíî íåáîëüøîé. Îäíàêî ñóùåñòâó- þò èñòî÷íèêè ñèñòåìàòè÷åñêèõ ïîãðåøíîñ- òåé, àíàëèçèðîâàòü êîòîðûå íåîáõîäèìî â êàæäîì êîíêðåòíîì ñëó÷àå. Òàê, íàïðèìåð, äëÿ äàííîãî ýêñïåðèìåíòà äîïîëíèòåëüíàÿ ïîãðåøíîñòü çà ñ÷åò ïðåíåáðåæåíèÿ äèôôå- ðåíöèàëüíûì ïîãëîùåíèåì ïðè 66z≤ êì ñî- ñòàâèëà 2 %.  îáùåì ñëó÷àå âàðèàöèÿì ïîä- âåðæåíû òàêæå àïðèîðíî çàäàâàåìûå âåëè- ÷èíû 0eν è ñâÿçàííûå ñ íèìè 0eT (ñì. (10)), èñòî÷íèêàìè êîòîðûõ ìîãóò áûòü ñåçîííûå, ñóòî÷íûå, ðåãèîíàëüíûå çàâèñèìîñòè àòìîñ- ôåðíûõ ïàðàìåòðîâ, à òàêæå àòìîñôåðíûå âîçìóùåíèÿ, âûçûâàåìûå àêóñòèêî-ãðàâèòà- öèîííûìè âîëíàìè (ñì., íàïðèìåð, [30]). Íåëüçÿ òàêæå ïîëíîñòüþ èñêëþ÷àòü àïïàðà- òóðíûå ïîãðåøíîñòè ïðè ïîëó÷åíèè eν (íà- ïðèìåð, íåòî÷íîå îïðåäåëåíèå âûñîòû ×Î ñèãíàëîâ). Ïðîêîíòðîëèðîâàòü è ó÷åñòü âñå âîçìîæíûå èñòî÷íèêè ïîäîáíûõ ïîãðåøíî- ñòåé âåñüìà çàòðóäíèòåëüíî. Îäíàêî àíàëèç Ìåòîäèêà äèñòàíöèîííîé äèàãíîñòèêè èîíîñôåðíûõ âîçìóùåíèé â ìîùíîì ìåçîñôåðíîì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå 133Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2003, ò. 8, ¹2 z, êì 66 69 72 75 78 ,eν ñ�1 70.07 3.15 10 0.07 +   ⋅  −   70.22 2.51 10 0.29 +   ⋅  −   60.10 6.90 10 0.10 +   ⋅  −   64.2 10⋅ 62.5 10⋅ E, Â/ì 0.02 0.46 0.02 +   −  0.04 0.40 0.07 +   −  0.01 0.02 0.01 +   −  0 0 0e eν ν 0.05 1.88 0.05 +   −  0.19 2.29 0.27 +   −  0.01 1.01 0.01 +   −  1.0 1.0 0e eT T 0.06 2.13 0.06 +   −  0.28 2.70 0.38 +   −  0.01 1.01 0.01 +   −  1.0 1.0 0δ δ 0.01 0.47 0.01 +   −  0.06 0.37 0.03 +   −  0.01 0.99 0.01 +   −  1.0 1.0 N, ñì�3 1 60 2 +   −  5 60 12 +   −  50 350 60 +   −  90 400 80 +   −  30.28 1.2 10 0.25 +   ⋅  −   0a aν ν 0.06 1.95 0.06 +   −  0.03 2.15 0.05 +   −  1.0 1.0 1.0 0r rα α 0.01 0.69 0.01 +   −  0.05 0.61 0.03 +   −  1.0 1.0 1.0 0λ λ 0.06 1.95 0.06 +   −  0.03 2.15 0.05 +   −  1.0 1.0 1.0 0N N 0.01 1.00 0.03 +   −  0.09 1.11 0.22 +   −  1.0 1.0 1.0 0N N− − 0.01 1.95 0.04 +   −  0.13 2.39 0.45 +   −  1.0 1.0 1.0 0N N+ + 0.01 1.50 0.04 +   −  0.11 1.47 0.28 +   −  1.0 1.0 1.0 0e eσ σ 0.02 0.53 0.03 +   −  0.01 0.48 0.04 +   −  0.01 0.99 0.01 +   −  1.0 1.0 Òàáëèöà. Ïàðàìåòðû D-îáëàñòè, âîçìóùåííîé ìîùíûìè ìåçîñôåðíûìè ýëåêòðè÷åñêèìè ïîëÿìè Ñ. È. Ìàðòûíåíêî 134 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2003, ò. 8, ¹2 óðàâíåíèÿ (1) ïîêàçûâàåò, ÷òî äëÿ êàæäîãî êîíêðåòíîãî ýêñïåðèìåíòàëüíîãî çíà÷åíèÿ R ñóùåñòâóåò ñâîé äèàïàçîí âîçìîæíûõ âàðè- àöèé 0,eν êîòîðûé ñîîòâåòñòâóåò ïîëîæè- òåëüíûì çíà÷åíèÿì N â (1). Ïîýòîìó ôèçè- ÷åñêîå òðåáîâàíèå 0N ≥ ôàêòè÷åñêè íàëà- ãàåò îãðàíè÷åíèÿ íà âåëè÷èíó ñóììàðíîé ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîé ñèñòåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè ïðè îïðåäåëåíèè ëèáî çàäà- íèè 0.eν Íàïðèìåð, â äàííîì ýêñïåðèìåíòå òàêàÿ ïîãðåøíîñòü íå ïðåâûøàåò 16 % (ñî- îòâåòñòâóåò 0N = ïðè 69z = êì). Àíàëèç ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ èç [14, 15] ïî- êàçûâàåò, ÷òî çà ïåðèîä íàáëþäåíèé ñ 1979 ïî 1994 ã. â ðàéîíå ã. Õàðüêîâà ïîãðåøíîñòü òîëüêî îäèí ðàç äîñòèãëà 38 % (âåðîÿòíîñòü 0.005). Ñðåäíåå åå çíà÷åíèå ñîñòàâèëî îêî- ëî 19 %. Ñïðàâåäëèâî è îáðàòíîå óòâåðæäå- íèå � ðåàëüíî ñóùåñòâóþùåìó äèàïàçîíó çíà÷åíèé 0 0e eν ± ∆ν ñîîòâåòñòâóåò îãðàíè- ÷åííûé äèàïàçîí ðåàëüíî âîçìîæíûõ ,R R± ∆ ÷òî â êàæäîì êîíêðåòíîì ñëó÷àå îã- ðàíè÷èâàåò ìàêñèìàëüíî âîçìîæíóþ ñèñòå- ìàòè÷åñêóþ ýêñïåðèìåíòàëüíóþ ïîãðåø- íîñòü â îïðåäåëåíèè R (â ýêñïåðèìåíòå ìàê- ñèìàëüíî âîçìîæíîå çíà÷åíèå R R∆ ñîñòàâ- ëÿëî îêîëî 16 %). Òàêèì îáðàçîì, â êîíê- ðåòíîì ýêñïåðèìåíòå âñåãäà ñóùåñòâóþò ôè- çè÷åñêèå îñíîâàíèÿ äëÿ îãðàíè÷åíèÿ è óòî÷- íåíèÿ âîçìîæíîé ñóììàðíîé ìåòîäè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè. Íàïðèìåð, â äàííîì ýêñïåðè- ìåíòå îíà íå ïðåâûøàåò 30 % ïðè 69z≤ êì è 50 % ïðè 69 78z< ≤ êì, ÷òî ñîãëàñóåòñÿ ñ ðåçóëüòàòàìè ðàáîò [14-16].  öåëîì èç òàáëèöû âèäíî, ÷òî ÌÌÝÏ âûçûâàþò çíà÷èòåëüíûå (äî äâóõ ðàç è áî- ëåå) âîçìóùåíèÿ ïðàêòè÷åñêè âñåõ îñíîâ- íûõ ïàðàìåòðîâ ïëàçìû, êðîìå ýëåêòðîí- íîé êîíöåíòðàöèè â íèæíåé ÷àñòè D-îáëà- ñòè. Ïîñëåäíåå îáúÿñíÿåòñÿ âçàèìíîé êîìïåí- ñàöèåé ïðîöåññîâ óìåíüøåíèÿ N çà ñ÷åò àêòè- âèçàöèè ïðèëèïàíèÿ ýëåêòðîíîâ ê íåéòðàëü- íûì ÷àñòèöàì è óâåëè÷åíèÿ N çà ñ÷åò óìåíü- øåíèÿ ýôôåêòèâíîãî êîýôôèöèåíòà ýëåêò- ðîí-èîííîé ðåêîìáèíàöèè ïîä äåéñòâèåì ÌÌÝÏ (ñì. (4) � (7), (12), (13)). 4. Îáñóæäåíèå è âûâîäû Òàêèì îáðàçîì, ïðèâåäåííûå â äàííîé ðàáîòå ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ñâèäåòåëü- ñòâóþò î òîì, ÷òî ïðåäëàãàåìàÿ ìåòîäèêà ïî- çâîëÿåò ïðîâîäèòü êîìïëåêñíóþ äèñòàíöèîí- íóþ äèàãíîñòèêó ïðîöåññîâ âçàèìîäåéñòâèÿ ýëåêòðè÷åñêè àêòèâíîé ìåçîñôåðû ñ èîíîñ- ôåðíîé ïëàçìîé D-îáëàñòè ñ òî÷íîñòüþ, íå óñòóïàþùåé òî÷íîñòè àíàëîãè÷íûõ ïðÿìûõ ðà- êåòíûõ èçìåðåíèé (ñì., íàïðèìåð, [3, 4, 13]), íî ñ ãîðàçäî ìåíüøèìè ìàòåðèàëüíûìè çàò- ðàòàìè. Ñóùåñòâåííîå ðàñøèðåíèå âîçìîæ- íîñòåé ýòîé ìåòîäèêè ïî ñðàâíåíèþ ñ äèñ- òàíöèîííîé ìåòîäèêîé, ïðåäëîæåííîé ðàíåå â ðàáîòàõ [14, 15] (ðàñøèðåíèå âûñîòíîãî äèàïàçîíà ïðèìåíèìîñòè ïðàêòè÷åñêè íà âñþ D-îáëàñòü, âîçìîæíîñòü îäíîâðåìåííî- ãî ïîëó÷åíèÿ õàðàêòåðèñòèê ÌÌÝÏ è âîç- ìóùåííûõ êîíöåíòðàöèé çàðÿæåííûõ ÷àñòèö â ïëàçìå), áûëî äîñòèãíóòî ñ ïîìîùüþ ìî- äåëüíîãî ïðåäñòàâëåíèÿ èñòî÷íèêà ÌÌÝÏ â âèäå èñòî÷íèêà òîêà [16]. Ñóììàðíàÿ ìè- íèìàëüíàÿ ïîãðåøíîñòü ïðåäëàãàåìîé ìåòî- äèêè, ïî-âèäèìîìó, ñîñòàâëÿåò îêîëî 20 %, à ìàêñèìàëüíàÿ ìîæåò äîñòèãàòü 40 50 %.÷ Êîíêðåòíûå çíà÷åíèÿ ïîãðåøíîñòåé íóæäà- þòñÿ â óòî÷íåíèè â êàæäîì îòäåëüíîì ýêñ- ïåðèìåíòå. Âûøåóêàçàííûå ïîãðåøíîñòè ìîãóò áûòü óìåíüøåíû ïðèáëèçèòåëüíî â 2 ðàçà ïóòåì ïðèâëå÷åíèÿ ê àíàëèçó äàííûõ ðåçóëüòàòîâ îäíîâðåìåííûõ íåçàâèñèìûõ èç- ìåðåíèé òåìïåðàòóðû íåéòðàëüíûõ ÷àñòèö â ìåçîñôåðå (íàïðèìåð, ëèäàðíûìè ìåòîäà- ìè [2, 26]). Èòàê, åñòü âñå îñíîâàíèÿ íàäåÿòüñÿ, ÷òî äàëüíåéøåå ðàçâèòèå è âíåäðåíèå äèñòàíöè- îííûõ ìåòîäîâ îäíîâðåìåííîé äèàãíîñòèêè õàðàêòåðèñòèê ÌÌÝÏ è ïàðàìåòðîâ âîçìóùåí- íîé íèæíåé èîíîñôåðû ïîçâîëèò óìåíüøèòü ñóùåñòâóþùèé îñòðûé äåôèöèò ýêñïåðèìåí- òàëüíûõ äàííûõ îá ýëåêòðîäèíàìè÷åñêèõ ïðî- öåññàõ â ýëåêòðè÷åñêè àêòèâíîé ìåçîñôåðå âî âçàèìîñâÿçè ñ ñîñòîÿíèåì äðóãèõ îáëàñòåé àòìîñôåðû è èîíîñôåðû. Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå Íà- ó÷íî-òåõíîëîãè÷åñêîãî öåíòðà Óêðàèíû, ãðàíò ¹ 1773. Ìåòîäèêà äèñòàíöèîííîé äèàãíîñòèêè èîíîñôåðíûõ âîçìóùåíèé â ìîùíîì ìåçîñôåðíîì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå 135Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2003, ò. 8, ¹2 Ëèòåðàòóðà 1. H. Volland. Atmospheric electrodynamics. Berlin, Springer-Verlag, 1984, 205 pp. 2. Coupling, energetic and dynamics of atmospheric regions: CEDAR (Phase III). Executive summary. Bolder, CO, Philip Tobias Enterprises, 1996, 40 pp. 3. Þ. À. Áðàãèí, À. À. Òþòèí, À. À. Êî÷ååâ, À. À. Òþòèí. Êîñìè÷. èññëåä. 1974, 12, âûï. 2, ñ. 306-308. 4. R. A. Goldberg. J. Atmos. Terr. Phys. 1984, 46, No. 11, pp. 1083-1101. 5. S. I. Martynenko. J. Atmos. Electricity. 1999, 19, No. 1, pp. 1-9. 6. Ñ. È. Ìàðòûíåíêî, È. Ì. Ôóêñ, Ð. Ñ. Øóáîâà. Ãåîìàãíåòèçì è àýðîíîìèÿ. 1994, 34, ¹2, ñ. 121-129. 7. S. I. Martynenko, I. M. Fuks, R. S. Shubova. J. Atmos. Electricity. 1996, 16, No. 3. pp. 259-269. 8. I. M. Fuks, R. S. Shubova, S. I. Martynenko. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1997, 59, No. 9, pp. 961-965. 9. S. I. Martynenko. Conf. Proceedings 2000 Intern. Conf. on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory. Vol. 2. Kharkov, KONTRAST Publ. Center, 2000, pp. 627-629. 10. A. M. Gokov, S. I. Martynenko, V. T. Rozumenko, O. F. Tyrnov. Conf. Proceedings 2000 Intern. Conf. on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory. Vol. 2. Kharkov, KONTRAST Publ. Center, 2000, pp. 655-657. 11. C. J. Rodger. Rev. Geophys. 1999, 37, No. 3, pp. 317-336. 12. Ñ. Â. Ïîëÿêîâ, Â. Î. Ðàïîïîðò, Â. Þ. Òðàõòåí- ãåðö. Ãåîìàãíåòèçì è àýðîíîìèÿ. 1990, 30, ¹5, ñ. 869-871. 13. R. A. Goldberg. Adv. Space Res. 1990, 10, No. 10, pp. 209-217. 14. À. Ì. Ãîêîâ, Ñ. È. Ìàðòûíåíêî. Ãåîìàãíåòèçì è àýðîíîìèÿ. 1997, 37, ¹2, ñ. 76-80. 15. S. I. Martynenko, V. T. Rozumenko, A. M. Tsymbal, O. F. Tyrnov, A. M. Gokov. J. Atmos. Electricity. 1999, 19, No. 2, pp. 81-86. 16. S. I. Martynenko, V. T. Rozumenko, O. F. Tyrnov. Adv. Space Res. 2001, 27, No. 6-7, pp. 1127-1132. 17. A. V. Gurevich. Nonlinear phenomena in the ionosphere. New York, Springer-Verlag, 1978, 370 pp. 18. A. A. Tomko, A. J. Ferraro, H. S. Lee, A. P. Mitra. J. Atmos. Terr. Phys. 1980, 42, No. 3, pp. 275-285. 19. J. S. Belrose, M. J. Burke. J. Geophys. Res. 1964, 69, No. 13, pp. 2799-2818. 20. Â. À. Èâàíîâ. Èññëåäîâàíèå D-îáëàñòè èîíîñ- ôåðû ìåòîäîì ÷àñòè÷íûõ îòðàæåíèé. Ìîñêâà, èçä-âî ÂÈÍÈÒÈ, 1985, 196 ñ. 21. O. F. Tyrnov, K. P. Garmash, A. M. Gokov, A. I. Gritchin, V. L. Dorohov, L. G. Kontzevaya, L. S. Kostrov, S. G. Leus, S. I. Martynenko, V. A. Misyura, V. A. Podnos, S. N. Pokhilko, V. T. Rozumenko, V. G. Somov, A. M. Tsymbal, L. F. Chernogor, A. S. Shemet. Turkish J. Phys. 1994, 18, No. 11, pp. 1260-1265. 22. Ä. Õóäñîí. Ñòàòèñòèêà äëÿ ôèçèêîâ. Ìîñêâà, Ìèð, 1970, 296 ñ. 23. Ì. Ìàê-Èâåí, Ë. Ôèëëèïñ. Õèìèÿ àòìîñôåðû. Ìîñêâà, Ìèð, 1978, 375 ñ. 24. È. À. Êðèíáåðã, Â. È. Âûáîðîâ, Â. Â. Êîøåëåâ, Â. Â. Ïîïîâ, Í. À. Ñóòûðèí. Àäàïòèâíàÿ ìîäåëü èîíîñôåðû. Ìîñêâà, Íàóêà, 1986, 132c. 25. R. W. Schunk, A. F. Nagy. Ionospheres � physics, plasma physics, and chemistry. Cambridge, UK, Cambridge University Press, 2000, 554 pp. 26. M. F. Larsen. The CEDAR Post. January 2001, 41, pp. 13-15. 27. Ã. Ìåññè Îòðèöàòåëüíûå èîíû. Ìîñêâà, Ìèð, 1979, 754 ñ. 28. J. Ingels, D. Nevejans, P. Frederick, E. Arijs. Aeron. acta. 1986, A, No. 304, pp. 1-23. 29. Ë. È. Äîðìàí, È. Ä. Êîçèí. Êîñìè÷åñêîå èçëó- ÷åíèå â âåðõíåé àòìîñôåðå. Ìîñêâà, Íàóêà, 1983. 151c. 30. R. A. Vincent. Adv. Space Res. 1987, 7, No. 10, pp. (10)163-(10)169. A Method for Remote Sensing of Ionospheric Disturbances from Large Mesospheric Electric Fields S. I. Martynenko A method is developed and tested for simulta- neous remote sensing the intensity of large meso- spheric electric field (LMEF) and the disturbanc- es of basic parameters of ionosphere D-region that arise in this field by using data records of the MF radio signals partially reflected from the ion- osphere. The model representation of the LMEF source as the current source has been used. As an example, the height profiles of LMEF intensi- ty, electron number density and effective colli- sion frequency, relative disturbances in electron Ñ. È. Ìàðòûíåíêî 136 Ðàäèîôèçèêà è ðàäèîàñòðîíîìèÿ, 2003, ò. 8, ¹2 temperature, effective rate at which the negative ions are formed by attachment of electrons to neutral constituents, effective rate of electron- ion recombination, fractional loss of energy per electron collision with a heavy particle, low-fre- quency conductivity of the ionospheric D-region plasma, positive and negative ion number densi- ty, are presented as observed near Kharkiv. The estimates of the total error in the above-men- tioned parameters have been calculated.

Схожі ресурси