Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения

Обнаружены квазипериодические вариации фазы километровых радиоволн, сопровождавшие воздействие на ионосферу радиоизлучения удаленного на расстояние около 1000 км мощного стенда “Сура”. Особенностью эксперимента было то, что квазипериодические возмущения возникали далеко за пределами диаграммы напр...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
1. Verfasser:	Черногор, Л.Ф.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Радіоастрономічний інститут НАН України 2009
Schriftenreihe:	Радиофизика и радиоастрономия
Schlagworte:	Радиофизика геокосмоса
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59923
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения / Л.Ф. Черногор // Радиофизика и радиоастрономия. — 2009. — Т. 14, № 4. — С. 377–389. — Бібліогр.: 51 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-59923
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-599232014-04-11T03:02:45Z Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения Черногор, Л.Ф. Радиофизика геокосмоса Обнаружены квазипериодические вариации фазы километровых радиоволн, сопровождавшие воздействие на ионосферу радиоизлучения удаленного на расстояние около 1000 км мощного стенда “Сура”. Особенностью эксперимента было то, что квазипериодические возмущения возникали далеко за пределами диаграммы направленности антенны стенда. Амплитуда фазовых вариаций достигала 56. ÷° Период этих вариаций равнялся длительности воздействия(5 мин) и продолжительности пауз(5 мин). По амплитуде фазовых вариаций оценена относительная амплитуда возмущений концентрации электронов. Она достигала 10 %. В фоновые дни среднеквадратичное отклонение фазовых флуктуаций не превышало 0.5 , ° относительные флуктуации концентрации электронов составляли 13%. ÷ Наблюдаемый эффект не удается объяснить генерацией акустико-гравитационных волн периодическим нагревом ионосферной плазмы. Скорее всего, эффект связан с взаимодействием подсистем в системе Земля– атмосфера– ионосфера– магнитосфера. Виявлено квазіперіодичні варіації фази кілометрових радіохвиль, що супроводжували вплив на іоносферу радіовипромінювання віддаленого на відстань близько1000 км потужного стенда “Сура”. Особливістю експерименту було те, що квазіперіодичні збурювання виникали далеко за межами діаграми спрямованості антени стенду. Амплітуда фазових варіацій досягала 56. ÷°Період цих варіацій дорівнював тривалості впливу (5 хв) і тривалості пауз(5 хв). За амплітудою фазових варіацій оцінено відносну амплітуду збурювань концентрації електронів. Вона досягала 10 %. У фонові дні середньоквадратичне відхилення фазових флуктуацій не перевищувало 0.5 , ° відносні флуктуації концентрації електронів складали 13%. ÷ Спостережуваний ефект не вдається пояснити генерацією акустико-гравітаційних хвиль періодичним нагріванням іоносферної плазми. Найімовірніше, ефект пов’язується із взаємодією підсистем у системі Земля– атмосфера– іоносфера– магнітосфера. Quasi-periodic variations in the phase of kilometric radio waves have been detected to occur at the distance of 1000 km from the “Sura” facility emitting high power, highfrequency radio waves. The main feature of the experiment was the appearance of quasiperiodic variations far away from the facility antenna pattern. The amplitudes of phase variations reached 56, ÷°and the variation period was equal to both the duration of stimulation (5 min) and the duration of the interpulse period (5 min). The amplitude of the phase variations was used to estimate the relative amplitude of the electron density disturbance, which reached 10 %. On reference days, the r. m. s. value of the phase variations never exceeded 0.5 , °and the relative fluctuations in electron density were equal to 13%. ÷ The observed effect cannot be explained by the acoustic-gravity waves generated by the periodic heating of the ionosphere. It most likely involves coupling in the Earth–atmosphere– ionosphere–magnetosphere system. 2009 Article Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения / Л.Ф. Черногор // Радиофизика и радиоастрономия. — 2009. — Т. 14, № 4. — С. 377–389. — Бібліогр.: 51 назв. — рос. 1027-9636 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59923 550.388 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
topic	Радиофизика геокосмоса Радиофизика геокосмоса
spellingShingle	Радиофизика геокосмоса Радиофизика геокосмоса Черногор, Л.Ф. Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения Радиофизика и радиоастрономия
description	Обнаружены квазипериодические вариации фазы километровых радиоволн, сопровождавшие воздействие на ионосферу радиоизлучения удаленного на расстояние около 1000 км мощного стенда “Сура”. Особенностью эксперимента было то, что квазипериодические возмущения возникали далеко за пределами диаграммы направленности антенны стенда. Амплитуда фазовых вариаций достигала 56. ÷° Период этих вариаций равнялся длительности воздействия(5 мин) и продолжительности пауз(5 мин). По амплитуде фазовых вариаций оценена относительная амплитуда возмущений концентрации электронов. Она достигала 10 %. В фоновые дни среднеквадратичное отклонение фазовых флуктуаций не превышало 0.5 , ° относительные флуктуации концентрации электронов составляли 13%. ÷ Наблюдаемый эффект не удается объяснить генерацией акустико-гравитационных волн периодическим нагревом ионосферной плазмы. Скорее всего, эффект связан с взаимодействием подсистем в системе Земля– атмосфера– ионосфера– магнитосфера.
format	Article
author	Черногор, Л.Ф.
author_facet	Черногор, Л.Ф.
author_sort	Черногор, Л.Ф.
title	Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения
title_short	Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения
title_full	Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения
title_fullStr	Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения
title_full_unstemmed	Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения
title_sort	фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения
publisher	Радіоастрономічний інститут НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Радиофизика геокосмоса
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59923
citation_txt	Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения / Л.Ф. Черногор // Радиофизика и радиоастрономия. — 2009. — Т. 14, № 4. — С. 377–389. — Бібліогр.: 51 назв. — рос.
series	Радиофизика и радиоастрономия
work_keys_str_mv	AT černogorlf fazovyevariaciikilometrovyhradiovolnsoputstvovavšievozdejstviûnaionosferumoŝnogoradioizlučeniâ
first_indexed	2025-07-05T11:04:41Z
last_indexed	2025-07-05T11:04:41Z
_version_	1836804715716804608
fulltext	Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4, с. 377-389 © Л. Ф. Черногор, 2009 УДК 550.388 Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения Л. Ф. Черногор Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, пл. Свободы, 4, г. Харьков, 61077, Украина E-mail: Leonid.F.Chernogor@univer.kharkov.ua Статья поступила в редакцию 14 января 2009 г. Обнаружены квазипериодические вариации фазы километровых радиоволн, сопровождавшие воздействие на ионосферу радиоизлучения удаленного на расстояние около 1000 км мощного стенда “Сура”. Особенностью эксперимента было то, что квазипериодические возмущения возникали да- леко за пределами диаграммы направленности антенны стенда. Амплитуда фазовых вариаций дос- тигала 5 6 .÷ ° Период этих вариаций равнялся длительности воздействия (5 мин) и продолжитель- ности пауз (5 мин). По амплитуде фазовых вариаций оценена относительная амплитуда возмущений концентрации электронов. Она достигала 10 %. В фоновые дни среднеквадратичное отклоне- ние фазовых флуктуаций не превышало 0.5 ,° относительные флуктуации концентрации электронов составляли 1 3 %.÷ Наблюдаемый эффект не удается объяснить генерацией акустико-гравитацион- ных волн периодическим нагревом ионосферной плазмы. Скорее всего, эффект связан с взаимодей- ствием подсистем в системе Земля – атмосфера – ионосфера – магнитосфера. 1. Введение Воздействие мощного радиоизлучения на околоземную плазму занимает видное место среди активных экспериментов в геокосмосе. Обширные теоретические исследования в этом направлении были проведены В. Л. Гинз- бургом и А. В. Гуревичем еще в 1950–1960 гг. [1, 2]. Их результаты детально описаны в мо- нографиях [3-5]. Систематические экспериментальные ис- следования эффектов воздействия мощных радиоволн на околоземную плазму начались в 1961 г. в СССР и в 1970 г. в США [6-8]. Они с несколько меньшей интенсивностью продол- жаются и в настоящее время. Результаты экспериментальных и теорети- ческих исследований за период 1970–1990 гг. суммированы в монографиях [5, 9-14], а также в ряде обзоров [7, 15-19] и в тематических выпусках [20, 21]. Цитируемые выше работы посвящены изуче- нию возмущений, возникающих в пределах об- лучаемой мощным радиоизлучением области плазмы. Такие возмущения автор настоящей статьи назвал локализованными. Их размер по- рядка 10 100÷ км. Он определяется в основ- ном шириной диаграммы направленности ан- тенны (ДНА). Локализованные возмущения вызваны клас- сическими механизмами нелинейности, к ко- торым относятся нагревный, стрикционный и ионизационный механизмы [1-5]. В то же время под воздействием мощ- ного радиоизлучения в геокосмосе возникает другой класс эффектов. Они связаны с взаи- модействием подсистем в системе Земля – атмосфера – ионосфера – магнитосфера (ЗАИМ), с переносом возмущений на значи- тельные расстояния [22-26]. Такие возмуще- ния автором были названы крупномасштаб- ными. Их характерный горизонтальный раз- мер достигает 1 3÷ тыс. км. В этом случае Л. Ф. Черногор 378 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 мощное радиоизлучение выступает в качестве стимулятора процессов, подобных сущест- вующим в естественных условиях. Впервые эффекты, стимулированные мощным радиоизлучением гектометрового диапазона, были обнаружены автором в сентябре 1972 г. (см. об этом кратко в [27]). Затем была постав- лена серия целенаправленных экспериментов в средних и высоких широтах. Их отдельные результаты описаны в ряде работ (см., напри- мер, [27]). Систематические экспериментальные ис- следования крупномасштабных возмущений начались весной 1983 г. после введения в строй на полигоне НИРФИ, расположенного вблизи г. Нижний Новгород, мощного стенда дека- метрового диапазона “Сура”. Диагностика крупномасштабных возмущений осуществля- лась при помощи средств, размещенных в Радиофизической обсерватории (РФО) Харь- ковского национального университета имени В. Н. Каразина (расстояние между полигоном и обсерваторией – 950 км). Для этой цели ис- пользовались излучающие вертикально вверх радар частичных отражений, ВЧ радар доп- леровского зондирования, ионозонд, а также приемно-обрабатывающие системы для ана- лиза радиошумов в диапазонах 1 30,÷ 150 и 2000 МГц и средства наклонного зондирова- ния ионосферы в диапазоне частот 3 30÷ кГц, 1 30÷ МГц и др. Для общего контроля космической погоды использовались данные сети ионозондов и маг- нетометров. Ряд результатов наблюдения крупномасш- табных возмущений описан в работах [27-33] и обзорах [22, 26, 34, 35]. Можно считать установленным, что круп- номасштабные возмущения могут существен- но влиять на характеристики радиоволн всех диапазонов, которые используются в систе- мах телекоммуникаций, радиолокации и радио- навигации. В ряде случаев такое влияние мо- жет быть достаточно большим и может при- вести к нежелательным последствиям. Цель настоящей работы – изложение ре- зультатов наблюдений значительных фазовых вариаций сигналов километрового диапазона в системе точного времени и частоты, сопутст- вовавших воздействию на ионосферу мощно- го радиоизлучения стенда “Сура”. 2. Средства и методы Эксперимент проведен в дневное время 21–26 декабря 1987 г. Нагревный стенд “Сура”. Воздействие на ионосферу осуществлялось 21–25 декабря 1987 г. с 07:00 до 09:00 и с 10:00 до 14:00 UT в цикли- ческом режиме (5 мин – нагрев, 5 мин – пауза) немодулированной радиоволной обыкновенной поляризации на частоте 1 5.828f = МГц (зна- чение 1f было меньше критической частоты ионосферы, которая в ходе эксперимента из- менялась от 6.1 до 6.4 МГц). Эффективная мощность системы 1 1 300PG ≈ МВт, направ- ление излучения – вертикальное. Здесь, как обычно, 1P обозначает мощность радиопере- дающего устройства, 1G – коэффициент уси- ления антенны. Географические координаты стенда “Сура” следующие: 56° с. ш., 45° в. д. Радар частичных отражений. Радар включался за 1 ч до начала излучения мощного стенда и выключался через 1 ч после прекра- щения излучения. Работа велась на частоте 1 2.05f ≈ МГц, длительность импульса – 25 мкс, частота повторения импульсов – 1 Гц. Эффек- тивная мощность 2 2 10PG ≈ МВт. Радар расположен в РФО (географические координаты: 49.5° с. ш., 36.3° в. д.). Частично-отраженные сигналы исполь- зовались для получения профилей электрон- ной концентрации ( )N z в диапазоне высот 70 85z ≈ ÷ км. При этом применялся алгоритм регуляризации [36]. Погрешность получения значений N не превышала 10 20 %.÷ Радиоприемное устройство. Для приема и регистрации сигналов на частоте 50f = кГц станции ОМА, располагавшейся на территории бывшей Чехословакии, использовалось специ- ализированное радиоприемное устройство в г. Харькове. Для изучения фазовых вариаций Δϕ сигналов точного времени и частоты из- мерялась пропорциональная им величина – вре- менной сдвиг .tΔ Как известно, 2 .f tΔϕ = π Δ Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения 379Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 Оценивание Δϕ выполнялось на интервале времени 1τ = мин. Стабилизация частоты осуществлялась при помощи рубидиевого стандарта частоты, для которого относительная нестабильность 11(1 2) 10 .f f −σ ≈ ÷ ⋅ Тогда для среднеквадра- тичных отклонений флуктуаций временного и фазового сдвигов имеем следующие соот- ношения: ,ft f σ σ = τ 2 .fϕσ = πτσ Оценки дают 0.6 1.2tσ = ÷ нс, ϕσ ≈ 0.19 0.38 мрад 0.01 0.02 .÷ ≈ ÷ ° Ионозонд. Магнитометр. Эти устройства использовались для общего контроля состоя- ния космической погоды. В период измери- тельной кампании существенные возмущения ионосферы и геомагнитного поля отсутст- вовали. 3. Результаты экспериментов Вариации фазы в спокойных условиях. В качестве фонового дня использовался день 26 декабря 1987 г. Стенд “Сура” в этот день не излучал. Результаты измерения временных вариа- ций фазы после удаления медленных суточ- ных изменений приведены на рис. 1 (верхняя панель). Из рисунка видно, что фазовый сдвиг Δϕ испытывает случайные флуктуации. При этом среднеквадратичное отклонение фазы ϕσ составляет 0.2 0.5÷ ° ( 11 28tσ ≈ ÷ нс). Интервал автокорреляции флуктуаций фазы 7 9cτ ≈ ÷ мин. Вариации фазы в возмущенных мощным радиоизлучением условиях. Временные ва- риации фазы сигнала после удаления медлен- ных суточных изменений показаны на рис. 2 (верхняя панель). Видно, что через время 15tΔ ≈ мин после начала воздействия на ионосферу появились квазипериодические ва- риации фазы. Спустя время 2 40tΔ ≈ мин про- изошел сбой квазипериодических колебаний, через несколько минут они возникли вновь с иной начальной фазой и несколько большей (до 5 6 )÷ ° амплитудой. Квазипериодические колебания продолжа- лись в течение примерно 40 мин и после вык- лючения мощного радиоизлучения. Затем опять имел место сбой колебания с задерж- кой 3 45tΔ ≈ мин, отсчитываемой от момента выключения стенда “Сура”. В 10:00 стенд вновь включился. И опять примерно через 15 мин произошло кратковре- менное усиление колебаний. Через 40 мин пос- ле включения стенда “Сура” амплитуда коле- баний существенно увеличилась (до 4 );° уве- личение амплитуды наблюдалось более 2 ч. Добавим, что за 2 ч до включения мощно- го радиоизлучения значения ϕσ не превыша- ли нескольких десятых долей градуса, т. е. были такими же, как и в фоновый день. Интер- вал автокорреляции флуктуаций фазы при этом в среднем составлял около 7 8÷ мин. Заметим, что 21–24 декабря 1987 г. пове- дение ( )tΔϕ в целом было подобным, но амп- литуда колебаний не превышала 1° (56 нс). 4. Результаты спектрального анализа Для спектрального анализа зависимостей ( )tΔϕ использовалось оконное преобразование Фурье (ОПФ), адаптивное преобразование Фурье (АПФ) и аналитическое вейвлет-преоб- разование (АВП) на основе вейвлета Морле. Методика анализа и формат представления были такими же, как и в работах [37-39]. Кроме время-периодных зависимостей (дина- мических спектров), анализировались также энергограммы, т. е. распределение энергии сиг- нала по периодам. Результаты этого анализа показаны на рис. 1, 2. Спектры сигнала и энергограммы в спо- койных условиях. Как видно из рис. 1, спектры ОПФ, АПФ и АВП содержали, вообще говоря, все периоды T – от единиц до 30 мин. В от- дельные моменты времени появлялись волно- вые пакеты, состоящие из 1 1.5÷ колебаний. Им соответствовали периоды 15 30÷ мин. Длительность таких пакетов обычно не пре- вышала 15 30÷ мин. В целом спектральный анализ свидетельствует о хаотическом пове- дении зависимости ( ).tΔϕ Л. Ф. Черногор 380 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 Спектры сигнала и энергограммы в возму- щенных условиях. Примерно через 15 мин после начала излучения мощного стенда в спектрах появились составляющие с периодом 5T = мин, а также существенно менее выраженные сос- тавляющие с периодами 10 и 20 мин. Энергия последних была соответственно в 4 и 5 раз мень- ше энергии составляющей с 5T = мин. Рис. 1. Временные вариации фазы радиоволны в фоновый день 26 декабря 1987 г. (верхняя панель), резуль- таты ОПФ, АПФ и АВП (панели сверху вниз) и соответствующие энергограммы (справа). Параметр P описывает относительную мощность спектральных составляющих, E – их энергию Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения 381Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 5. Результаты расчетов Общие соотношения. Длина радиотрас- сы R станция ОМА – Харьков составляла около 1100 км. Распространение радиоволн с частотой 50 кГц (длина волны 6λ = км) происходит в волноводе Земля – ионосфера. Действительно, даже на расстоянии от радио- передающего устройства 100R = км “тол- Рис. 2. То же, что на рис. 1, в день возмущения околоземной среды мощным радиоизлучением 25 декабря 1987 г. Циклы нагрева показаны на временной оси жирными полосами Л. Ф. Черногор 382 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 щина” радиолуча, определяемая радиусом Fr первой зоны Френеля, 2 2Fd r R= = λ и составляет около 50 км. Значение d оказа- лось близким к высоте нижней границы ионо- сферы 0z и толщине D-области ионосферы ,LzΔ где происходит отражение километро- вых радиоволн. На расстоянии, равном половине “скачка” 2 550R ≈ км, значение 115d ≈ км, т. е. су- щественно больше 0zΔ и .LzΔ Изменения фазы Δϕ радиоволны при рас- пространении зависят от длины трассы, высоты отражения ,rz радиуса Земли 0 ,R длины радиоволны и вариаций высоты отражения радиоволны .zΔ При этом [40] 2 2 0 2 . 2 16 r rr R z z R zz ⎛ ⎞π λ ΔΔϕ = +⎜ ⎟λ ⎝ ⎠ (1) Для 6λ = км второе слагаемое в скобках вы- ражения (1) намного меньше первого. Тогда 0 ,R z R ΔΔϕ ≈ π λ (2) т. е. Δϕ не зависит от .rz Фазовые вариации, вызванные случайны- ми неоднородностями. При наличии случай- ных неоднородностей вдоль трассы радиоволны соотношение (2) принимает вид: 0 0 ( )d . R z R R R π ′ ′Δϕ = Δ λ ∫ Дисперсия флуктуаций фазы 2 2 2 0 0 0 d ( ) ( )d . R R R z R z R R Rϕ ⎛ ⎞π ′ ′ ′′ ′′σ = Δϕ = Δ Δ⎜ ⎟λ⎝ ⎠ ∫ ∫ (3) (Черта сверху, как обычно, означает статис- тическое усреднение.) В выражении (3) ( ) ( ) ( , )z R z R K R R′ ′′ ′ ′′Δ Δ = − корреляционная функция флуктуаций высоты отражения. Флуктуации фазы радиоволны вызваны движением случайных неоднородностей кон- центрации электронов N. Максимальный го- ризонтальный размер этих неоднородностей maxl в статистически однородной ионосфере примерно равен 100 км [41]. Это означает, что max .l R При этом можно считать, что в соот- ношении (3) 2 max 0 0 ( , )d ( )d , R R zK R R R K R R R l′ ′′ ′′ ′ ′′ ′′= − ≈ σ∫ ∫ (4) где 2 zσ – дисперсия флуктуаций высоты отра- жений. С учетом (4) выражение (3) принимает вид: 2 2 2 max 0 .zRlRϕ ⎛ ⎞πσ = σ⎜ ⎟λ⎝ ⎠ Отсюда max 0 .z Rl Rϕ σσ = π λ (5) В невозмущенных условиях 0.2 0.5 .ϕσ ≈ ÷ ° При этом, как следует из (5), 0.13 0.33zσ ≈ ÷ км. Зная ,zσ можно оценить значение 1 2 2 .N N N N N ⎛ ⎞σ Δ⎛ ⎞⎜ ⎟σ = = ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠ Предположим, что в окрестности высоты от- ражения радиоволны профиль ( )N z может считаться линейным, т. е. Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения 383Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 ( ) ( ) 1 ,r r z zN z N z L −⎛ ⎞= +⎜ ⎟⎝ ⎠ где L – характерный масштаб. Из экспериментальных данных (см. табл. 1), полученных методом частичных отражений, оценим L. Оказывается, что 10L ≈ км. Те- перь из соотношения N z Lσ = σ (6) вычислим .Nσ Значение Nσ составляет 1.3 3.3 %.÷ Примерно таким же оно было и в другие дни в период измерительной кампании. Фазовые вариации, вызванные квазипе- риодическим возмущением. Предположим, что высота отражения изменяется по следую- щему закону: 2( ) sin ,mz t z t T πΔ = Δ где Т – период колебаний. Тогда в соответствии с соотношением (2) амплитуда фазовых вариаций 0 .mm zR R ΔΔϕ = π λ (7) При 5 6mΔϕ = ÷ ° из соотношения (7) полу- чим 0.97 1.16mzΔ ≈ ÷ км, а из формулы, анало- гичной (6), – 9.7 11.6 %.N m mN N z Lδ = Δ ≈ Δ ≈ ÷ В другие дни измерительной кампании 0.2mzΔ ≈ км, 3 11L ≈ ÷ км и 2 7 %.Nδ ≈ ÷ 6. Обсуждение Вариации фазы в спокойных условиях. При выключенном мощном стенде флуктуа- ции фазы обусловлены движением случайных неоднородностей в нижней ионосфере. Их ос- новные параметры следующие: max 100l ≈ км, 1 3 %.Nσ ≈ ÷ По интервалу автокорреляции cτ флуктуа- ций фазы можно оценить скорость движения дифракционной картины по поверхности Земли max .d cl= τv При max8 мин, 100 км имеем 200 м /с.c dlτ ≈ ≈ ≈v Истинная скорость движения неоднородностей 2d=v v [42]. Значение 100≈v м/с соответст- вует горизонтальной скорости разрушающихся внутренних гравитационных волн (ВГВ) на вы- сотах нижней ионосферы. Кроме того, это зна- чение близко к верхнему пределу скорости нейт- рального ветра на этих высотах. Таким образом, оцененные параметры слу- чайных неоднородностей N близки к парамет- рам, известным из литературы. Вариации фазы в возмущенных условиях. Квазипериодические вариации фазы могут быть вызваны двумя механизмами: 1) распро- странением волн плотности (концентрации электронов) от места расположения мощного стенда до места прохождения трассы радио- волны; 2) генерацией колебаний на трассе, стимулированной воздействием на геокосмос мощного радиоизлучения. Рассмотрим эти механизмы подробнее. Генерация волн плотности. Мощное радио- излучение в пределах ДНА приводит к нагреву электронов и изменению их концентрации. Рас- четы показали, что при 1 1 300PG = МВт, 5.828f = МГц и обыкновенной поляризации волны температура электронов eT увеличи- валась примерно в 10 раз у основания ионо- сферы ( 60 70z ≈ ÷ км), в 2–3 раза на границе D- и Е-области, на 1 10 %÷ в F-области ионо- сферы. Вблизи высоты верхнего гибридного резонанса (ВГР), которая лежит на несколько километров ниже высоты отражения мощной радиоволны (толщина “резонансного” слоя око- Таблица 1. Значения электронной концентра- ции, полученные методом частичных отражений 25 декабря 1987 г. z, км 72 75 78 81 N, м–3 84 8 10. ⋅ 86 10⋅ 87 4 10. ⋅ 89 10⋅ Л. Ф. Черногор 384 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 ло 5 км) eT увеличивалась примерно на 100 %. За счет электронной теплопроводности нагре- тая область расширялась вдоль магнитных силовых линий примерно на 100 км. Высота ВГР примерно равнялась 260 270÷ км. Изменение eT привело к возмущению N. Так, на высотах 60 70z ≈ ÷ км в результате активизации процесса прилипания электронов N уменьшалась в 2–3 раза. В верхней части D-области, в Е-области и нижней части F-области нагрев электронов привел к замед- лению процесса рекомбинации и росту N. Здесь относительные изменения N по мере роста высоты уменьшались от ~100 до 10 %. В средней части F-области 0.N N≈ В окрест- ности высоты ВГР возмущения N состав- ляли 10 15 %.÷ Поскольку мощное радиоизлучение вклю- чалось циклически (5 мин – включено, 5 мин – пауза), в пределах ДНА и вблизи нее в верх- ней части F-области ионосферы возникали периодические вариации eT и N. Могут ли при этом появляться волновые процессы с тем же (или иным) периодом? Такие процессы достоверно не известны. Возмущения eT ре- лаксируют за время ,Tt которое в середине D-, E- и F-области соответственно порядка 410 ,− 210− и 10 с. Времена Nt релаксации N существенно больше: единицы, единицы и даже десятки минут соответственно в верхней части D-области, Е-области и в нижней части F-об- ласти. Так, при 3 20Nt = ÷ мин и запазды- вании 1 15tΔ ≈ мин возмущение N уменьшает- ся соответственно в 150 2÷ раза. Если же 2 40t tΔ = Δ ≈ мин, то уменьшение составит 56 10 1.6⋅ ÷ раза. Бóльшим свойством “устойчивости” обла- дают, как известно, нелинейные волны. Бла- годаря этому свойству нелинейные волны (солитоноподобные, кноидальные, ударные и другие) могут распространяться на значитель- ные расстояния без существенной диссипа- ции (см., например, [43-45]). Для проявления нелинейных свойств амплитуда волны в мес- те генерации должна быть достаточно боль- шой (например, 10 %).Nδ > Слабозатухающие перемещающиеся ионосферные возмущения вызываются квази- периодическим движением нейтральной ком- поненты в виде акустико-гравитационных волн (АГВ). АГВ распространяются на многие тысячи километров и существуют в течение нескольких часов. Для генерации АГВ необходимо нагреть нейтральную компоненту. В работах [46, 47] показано, что при циклическом излучении мощного радиоизлучения в атмосфере гене- рируются АГВ. Их относительная амплитуда, однако, невелика, не превышает 1 10 %.÷ Зна- чение Nδ при этом того же порядка. Тем не менее в F-области ионосферы эти волны нам удалось обнаружить еще в 1980-х гг. [28-33]. Существенно, что АГВ генерируются мощ- ным радиоизлучением в верхней части F-об- ласти (высоты 300 400÷ км), а по мере дви- жения вниз их амплитуда убывает по экспонен- циальному закону с масштабом 2 15 100H ≈ ÷ км при переходе от нижней к верхней ионосфере (Н – приведенная высота атмосферы). В работе [48] описан иной механизм гене- рации ВГВ. Он связан с модуляцией токовой струи в динамо-области ионосферы. Расчеты показали, что в окрестности высоты отраже- ния радиоволны километрового диапазона (около 80 км) на расстоянии ~1000 км от на- гревного стенда 2(1 3) 10 %.N −δ ≈ ÷ ⋅ Это зна- чение существенно меньше наблюдаемого (около 10 %). Таким образом, генерация АГВ (ВГВ) в месте расположения мощного стенда и их распространение к трассе радиоволны не мо- гут объяснить наблюдаемый эффект. Генерация колебаний на трассе радио- волны. Периодическая модуляция ионосферных токов также приводит к генерации электромаг- нитных волн. Последние, распространяясь вдоль магнитных силовых линий, достигают магни- тосферы и взаимодействуют с заряженными частицами радиационного пояса. При опреде- ленных условиях может наблюдаться стиму- лированное мощным радиоизлучением высы- пание электронов в ионосферу [22-26]. При энергии электронов ~ 50 100÷ кэВ на высо- тах 80rz z≈ ≈ км должно наблюдаться уве- личение концентрации электронов. Включе- ние и выключение мощного радиоизлучения с периодичностью в 5 мин должно приводить к “вспышкам” ионизации каждые 5 мин. Дли- Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения 385Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 тельность такой “вспышки” определяется сум- мой времени действия источника и времени релаксации электронов. Последнее равно 1(2 ) ,Nt N −= α где α – коэффициент рекомби- нации электронов с молекулярными ионами. На высоте 80z ≈ км в дневное время ско- рость рекомбинации электронов определяет- ся в основном скоростью их рекомбинации с ионами-связками (см., например, [49]). При этом 11 3 110 м с .− −α ≈ ⋅ Тогда при 910N ≈ м–3 имеем 50Nt ≈ c. Оценим характеристики потока высыпаю- щихся частиц, обеспечивающих 10 %Nδ ≈ или 80.1 10N NΔ ≈ ≈ м–3. Изменение скорости ионизации дается соотношением: ( )2 2 0 ,q N NΔ ≈ α − где N и 0N – возмущенное и невозмущенное значения концентрации электронов. При 1Nδ 2 02 .Nq NΔ ≈ α δ (8) Плотность потока энергии, затрачиваемой на ионизацию нейтралов моноэнергичными час- тицами, 2 .i iz qΠ = ε Δ Δ (9) Здесь izΔ – толщина слоя, где поглощается поток высыпающихся частиц; 35iε ≈ эВ – энергия ионизации одной молекулы высыпаю- щимися частицами. Подставляя (8) в (9), получим: 2 04 .i i Nz NΠ = ε Δ α δ (10) Плотность потока высокоэнергичных час- тиц с энергией ε .pΠ = Π ε (11) Тогда из (10) и (11) следует, что 2 04 .p i N iz NΠ = Δ α δ ε ε При 5izΔ = км, 11 3 110 м с ,− −α = ⋅ 9 3 0 10 м ,N −= 0.1,Nδ = 35iε = эВ, 100ε = кэВ получаем 6 2 17 10 м с .p − −Π ≈ ⋅ ⋅ Если же за счет влияния молекулярных ионов α уменьшается до значения 12 3 13 10 м с ,− −⋅ ⋅ то 300 c 5 мин,Nt ≈ = 5 2 12 10 м с .p − −Π ≈ ⋅ ⋅ Такие значения потока частиц в средних ши- ротах представляются вполне реальными. При других механизмах возмущения сис- темы ЗАИМ значения pΠ достигали 8 9 2 110 10 м с− −÷ ⋅ [22-26]. Высыпание частиц может быть вызвано механизмом, описанным в работах [34, 35, 49]. Электрическое поле поляризации pE с гори- зонтальным масштабом ,L⊥ возникшее в пре- делах ДНА, передается в магнитосферу, вы- зывая уменьшение “поперечной” энергии элек- тронов на величину ,peE L⊥ ⊥Δε = где е – заряд электрона. Полагая в магнитосфере 3pE = мВ/м, 1000L⊥ = км, получим 3⊥Δε ≈ кэВ. Таких значений ⊥Δε достаточно для перераспреде- ления электронов по энергиям в магнитной ловушке и их высыпания из радиационного пояса. Таким образом, стимулированное мощным радиоизлучением взаимодействие между под- системами ионосфера – магнитосфера – ат- мосфера – ионосфера может объяснить воз- никновение квазипериодических возмущений фазы километровых радиоволн. Это объясне- ние находится в полном соответствии с ре- зультатами, описанными в обзорах [34, 35]. Добавим также, что период наблюдаемых колебаний был близок к периоду, соответст- вующему одной из собственных частот атмос- феры – частоте Брента–Вяйсяля Bω (см., на- пример, [50, 51]). Естественно предположить, что на собственной частоте, точнее вблизи этой частоты, нейтральная атмосфера как подсистема может возбуждаться при доста- Л. Ф. Черногор 386 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 точно слабом внешнем воздействии. Коле- бания с частотой Bω “навязываются” иони- зированной компоненте (ионосфере), что и вы- зывает периодические вариации фазы радио- волны. В неизотермической атмосфере для Bω справедливо следующее соотношение: 1 ,B T g H H H ⎛ ⎞γ −ω = −⎜ ⎟γ⎝ ⎠ (12) где g – ускорение свободного падения, γ – по- казатель адиабаты, d d ,T a aH T z T= − aT – температура атмосферы. В случае изотерми- ческой атмосферы (d d 0)aT z = масштаб TH → ∞ и формула (12) для Bω принимает свой привычный вид: 1.B g H γ −ω = γ Результаты расчета Bω и периода 2B BT = π ω приведены в табл. 2. Видно, что вблизи 80rz z≈ ≈ км 5BT ≈ мин. Таким образом, роль нейтральной атмос- феры может быть существенной. Конкретный механизм ее “возбуждения” предстоит еще выяснить. Скорее всего, он – нелинейный. Об этом свидетельствуют частотные состав- ляющие в спектре вариаций фазы, соответ- ствующие периодам 10 и 20 мин. Эти периоды кратны основному периоду 5T = мин. 7. Выводы 1. Обнаружены квазипериодические вариа- ции фазы километровых радиоволн, сопровож- давшие воздействие на ионосферу радиоизлу- чения удаленного на расстояние около 1000 км мощного стенда “Сура”. Особенностью экспе- римента было то, что квазипериодические воз- мущения возникали далеко за пределами ДНА стенда. 2. Амплитуда фазовых вариаций достигала 5 6 .÷ ° Период этих вариаций равнялся длитель- ности воздействия (5 мин) и продолжитель- ности пауз (5 мин). Из этого факта следует, что система ЗАИМ одинаково реагировала на включение и выключение мощного радио- излучения. 3. По амплитуде фазовых вариаций оцене- на относительная амплитуда возмущений кон- центрации электронов. Она достигала 10 %. В фоновые дни среднеквадратичное откло- нение фазовых флуктуаций не превышало 0.5 ,° относительные флуктуации концентрации элек- тронов составляли 1 3 %.÷ Их интервал кор- реляции изменялся от единиц минут до десяти минут. 4. Наблюдаемый эффект не удается объяс- нить генерацией АГВ периодическим нагре- вом ионосферной плазмы. Скорее всего, эффект связан с взаимодей- ствием подсистем в системе ЗАИМ. Опреде- ленную роль могут также играть колебания плотности газа с периодом, близким к соб- ственному периоду атмосферы .BT Автор благодарен В. П. Бурмаке и С. В. Па- насенко за помощь, оказанную при работе над рукописью. Таблица 2. Модельные значения параметров атмосферы z, км 65 70 75 80 85 90 95 , КaT 235 200 190 180 185 190 200 , кмTH 34 44 95 ∞ 185− 133− 100− H, км 6 8. 5 8. 5 5. 5 2. 5 4. 5 5. 5 8. 1, сB −ω 21 12 10. −⋅ 21 64 10. −⋅ 22 10−⋅ 22 34 10. −⋅ 22 41 10. −⋅ 22 43 10. −⋅ 22 42 10. −⋅ , минBT 9 33. 6 36. 5 16. 4 48. 4 35. 4 31. 4 31. Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения 387Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 Литература 1. Гинзбург В. Л., Гуревич А. В. Нелинейные эффекты в плазме, находящейся в переменном электромаг- нитном поле // УФН. – 1960. – Т. 70, №2. – С. 201- 246. 2. Гинзбург В. Л., Гуревич А. В. Нелинейные эффекты в плазме, находящейся в переменном электромагнит- ном поле // УФН. – 1960. – Т. 70, №3. – С. 393-417. 3. Гинзбург В. Л. Распространение электромагнит- ных волн в плазме. Издание первое. – М.: Наука, 1960. – 552 с. Гинзбург В. Л. Распространение электромагнит- ных волн в плазме. Издание второе. – М.: Наука, 1967. – 684 с. 4. Гуревич А. В., Шварцбург А.Б. Нелинейная тео- рия распространения радиоволн в ионосфере. – М.: Наука, 1973. – 272 с. 5. Gurevich A. V. Nonlinear Phenomena in the Ionosphe- re. – New York, Heildelberg, Berlin: Springer – Verlag, 1978. – 465 p. 6. J. Geophys. Res. – 1970. – Vol. 75, No. 31 (темати- ческий выпуск). 7. Ютло У., Коэн Р. Изменение ионосферы под дей- ствием мощных радиоволн. – УФН. – 1973. – Т. 109, №2. – С. 371-373. 8. Radio Sci. – 1974. – Vol. 9, No. 11 (тематический выпуск). 9. Гершман Б. Н., Ерухимов Л. М., Яшин Ю. Я. Волновые явления в ионосфере и космической плазме. – М.: Наука, 1984. – 392 с. 10. Молчанов О. А. Низкочастотные волны и инду- цированные излучения в околоземной плазме. – М.: Наука, 1985. – 224 с. 11. Борисов Н. Д., Гуревич А. В., Милих Г. М. Искусст- венная ионизированная область в атмосфере. – М.: ИЗМИРАН, 1986. – 184 с. 12. Митяков Н. А., Грач С. М., Митяков С. Н. Возму- щение ионосферы мощными радиоволнами // Ито- ги науки и техники. Сер. Геомагнетизм и высокие слои атмосферы. – 1989. – Т. 9. – C. 1-140. 13. Виленский И. М., Израйлева Н. И., Капельзон А. А., Плоткин В. В., Фрейман М. Е. Искусственные квази- периодические неоднородности в нижней ионосфе- ре // Труды ИГГ. – Новосибирск: Наука, 1987. – 188 с. 14. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Толмачева А. В., Бахметьева Н. В. Исследование ионосферы с по- мощью искусственных периодических неоднород- ностей. – Н. Новгород: ИПФ РАН, 1999. – 156 с. 15. Гуревич А. В., Шлюгер И. С. Исследование нели- нейных явлений при распространении мощного ра- диоимпульса в нижних слоях ионосферы // Изв. ву- зов. Радиофизика. – 1975. – Т. 18, №9. – С. 1237-1260. 16. Gurevich A. V. Modern problems of ionospheric modi- fication // Изв. вузов. Радиофизика. – 1999. – Т. 42, №7. – С. 599-606. 17. Гуревич А. В., Зыбин К. П., Карлсон Х. С. Эффект магнитного зенита // Изв. вузов. Радиофизика. – 2005. – Т. 48, №9. – С. 772-787. 18. Беликович В. В., Грач С. М., Караштин А. Н., Ко- тик Д. С., Токарев Ю. В. Стенд “Сура”: исследования атмосферы и космического пространства (обзор) // Изв. вузов. Радиофизика. – 2007. – Т. 50, №7. – С. 545-576. 19. Гуревич А. В. Нелинейные явления в ионосфере // УФН. – 2007. – Т. 177, №11. – С. 1145-1177. 20. Изв. вузов. Радиофизика. – 1975. – Т. 18, № 9 (те- матический выпуск). 21. Изв. вузов. Радиофизика. – 1977. – Т. 20, №12 (те- матический выпуск). 22. Черногор Л. Ф. Физика Земли, атмосферы и гео- космоса в свете системной парадигмы // Радиофи- зика и радиоастрономия. – 2003. – Т. 8, №1. – С. 59-106. 23. Черногор Л. Ф. Геокосмосфера – открытая дина- мическая нелинейная система // Вісник Харківсько- го університету. Радіофізика та електроніка. – 2002. – №570, Вип. 2. – С. 175-180. 24. Черногор Л. Ф. Земля – атмосфера – геокосмос как открытая динамическая нелинейная система // Кос- мічна наука і технологія. – 2003. – Т. 9, №5/6. – С. 96-105. 25. Черногор Л. Ф. Земля – атмосфера – ионосфера – магнитосфера как открытая динамическая нели- нейная физическая система. 1 // Нелинейный мир. – 2006. – Т. 4, №12. – С. 655-697. 26. Черногор Л. Ф. Земля – атмосфера – ионосфера – магнитосфера как открытая динамическая нелиней- ная физическая система. 2 // Нелинейный мир. – 2007. – Т. 5, №4. – С. 198-231. 27. Гармаш К. П., Черногор Л. Ф., Шварцбург А. Б. Возникновение крупномасштабных возмущений в ионосфере, инициируемых мощным нестационар- ным радиоизлучением // Компьютерная оптика. – 1989. – Вып. 6. – С. 62-71. 28. Пахомова О. В., Черногор Л. Ф. Изучение мето- дом вертикального зондирования реакции ионос- феры на воздействие мощного радиоизлучения // Вестник Харьковского университета. Сер. Радио- физика и электроника. – 1988. – №318. – С. 29-30. 29. Черногор Л. Ф. Статистические характеристики крупномасштабных возмущений в ионосфере, инициируемых воздействием мощного нестацио- нарного излучения // Геомагнетизм и аэрономия. – 1989. – Т. 29, №3. – C. 513-515. 30. Мисюра В. А., Пахомова О. В., Черногор Л. Ф. Исследование глобальных и крупномасштабных возмущений в ионосфере с помощью сети ионо- зондов // Космическая наука и техника. – 1989. – Вып. 4. – С. 72-75. 31. Гармаш К. П., Гритчин А. И., Губарев А. А., Леус С. Г., Петров М. С., Похилько С. H., Черно- гор Л. Ф., Юрин К. И. Влияние искусственных воз- мущений в нижней ионосфере, инициируемых Л. Ф. Черногор 388 Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 мощным нестационарным радиоизлучением, на характеристики радиосигналов // Труды HИИР. – М.: Радио и связь. – 1989. – №9. – C. 57-60. 32. Пахомова О. В., Черногор Л. Ф. Кажущиеся скорости распространения возмущения в около- земном космосе // Космическая наука и техника. – 1990. – Вып. 5. – С. 71-74. 33. Костров Л. С., Черногор Л. Ф. Доплеровское ра- диозондирование крупномасштабных волновых возмущений в ионосфере, генерируемых мощным радиоизлучением // Геомагнетизм и аэрономия. – 1990. – Т. 30, №1. – С. 159-161. 34. Гармаш К. П., Черногор Л. Ф. Эффекты в около- земной плазме, стимулированные воздействием мощного радиоизлучения // Зарубежная радио- электроника. Успехи современной радиоэлектро- ники. – 1998. – №6. – С. 17-40. 35. Гармаш К. П., Черногор Л. Ф. Электромагнитные и геофизические эффекты в околоземной плазме, стимулированные воздействием мощного радио- излучения // Электромагнитные явления. – 1998. – Т.1, №1. – С. 90-110. 36. Гармаш К. П., Черногор Л. Ф. Профили элект- ронной концентрации D-области ионосферы в спо- койных и возмущенных условиях по данным час- тичных отражений // Геомагнетизм и аэрономия. – 1996. – Т. 36, №2. – C. 75-81. 37. Лазоренко О. В., Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Адаптивное преобразование Фурье // Электромаг- нитные волны и электронные системы. – 2006. – Т . 10, №10. – С. 39-49. 38. Бурмака В. П., Панасенко С. В., Черногор Л. Ф. Современные методы спектрального анализа квазипериодических процессов в геокосмосе // Успехи современной радиоэлектроники. – 2007. – № 11. – С. 3-24. 39. Черногор Л. Ф. Современные методы спектраль- ного анализа квазипериодических и волновых про- цессов в ионосфере: особенности и результаты экспериментов // Геомагнетизм и аэрономия. – 2008. – Т. 48, №5. – С. 681-702. 40. Davies K. Ionospheric radio. – London: Peter Pere- grinus Ltd., 1990. – 580 p. 41. Безродный В. Г., Блиох П. В., Шубова Р. С., Ям- польский Ю. М. Флуктуации сверхдлинных радио- волн в волноводе Земля – ионосфера. – М.: Наука, 1984. – 144 с. 42. Казимировский Э. С. Какоуров В. Д. Движения в ионосфере. – Новосибирск: Наука, 1979. – 344 с. 43. Рабинович М. И., Трубецков Д. И. Введение в теорию колебаний и волн: Учебное пособие. – М.: Наука, 1984. – 432 с. 44. Заславский Г. М., Сагдеев Р. З. Введение в нели- нейную физику: От маятника до турбулентности и хаоса. – М.: Наука, 1988. – 386 с. 45. Островский Л. А., Потапов А. И. Введение в тео- рию модулированных волн. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 400 с. 46. Григорьев Г. И. О перемещающихся ионосфер- ных возмущениях, возникающих при работе мощ- ных передатчиков // Изв. вузов. Радиофизика. – 1975. – Т.18, №12. – С. 1801-1805. 47. Караштин А. Н., Митяков Н. А., Рапопорт В. О., Трахтенгерц В. Ю. О возбуждении звука в ионос- фере мощными радиоволнами // Изв. вузов. Радио- физика. – 1977. – Т. 20, №5. – С. 787-788. 48. Григорьев Г. И., Трахтенгерц В. Ю. Излучение внутренних гравитационных волн при работе мощ- ных нагревных стендов в режиме временной моду- ляции ионосферных токов // Геомагнетизм и аэро- номия. – 1999. – Т. 39, №6. – С. 90-94. 49. Черногор Л. Ф. Высыпание электронов из магни- тосферы, стимулированное затмением Солнца // Радиофизика и радиоастрономия. – 2000. – Т. 5, №4. – С. 371-375. 50. Госсард Э., Хук У. Волны в атмосфере. – М.: Мир, 1978. – 532 с. 51. Григорьев Г. И. Акустико-гравитационные вол- ны в атмосфере Земли (Обзор) // Изв. вузов. Радио- физика. – 1999. – Т. 42, №1. – С. 3-25. Фазові варіації кілометрових радіохвиль, що супроводжували вплив на іоносферу потужного радіовипромінювання Л. Ф. Чорногор Виявлено квазіперіодичні варіації фази кіло- метрових радіохвиль, що супроводжували вплив на іоносферу радіовипромінювання віддаленого на відстань близько 1000 км потужного стенда “Сура”. Особливістю експерименту було те, що квазіперіодичні збурювання виникали далеко за межами діаграми спрямованості антени стенду. Амплітуда фазових варіацій досягала 5 6 .÷ ° Пе- ріод цих варіацій дорівнював тривалості впливу (5 хв) і тривалості пауз (5 хв). За амплітудою фазових варіацій оцінено відносну амплітуду збу- рювань концентрації електронів. Вона досягала 10 %. У фонові дні середньоквадратичне відхи- лення фазових флуктуацій не перевищувало 0.5 ,° відносні флуктуації концентрації електронів складали 1 3 %.÷ Спостережуваний ефект не вдається пояснити генерацією акустико-гравіта- ційних хвиль періодичним нагріванням іоносфер- ної плазми. Найімовірніше, ефект пов’язується із взаємодією підсистем у системі Земля – атмос- фера – іоносфера – магнітосфера. Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения 389Радиофизика и радиоастрономия, 2009, т. 14, №4 Phase Variations of Kilometric Radio Waves Associated with Modification of the Ionosphere by High Power Radio Waves L. F. Chernogor Quasi-periodic variations in the phase of kilo- metric radio waves have been detected to occur at the distance of 1000 km from the “Sura” faci- lity emitting high power, high-frequency radio waves. The main feature of the experiment was the appearance of quasi-periodic variations far away from the facility antenna pattern. The am- plitudes of phase variations reached 5 6 ,÷ ° and the variation period was equal to both the duration of stimulation (5 min) and the duration of the inter- pulse period (5 min). The amplitude of the phase variations was used to estimate the relative ampli- tude of the electron density disturbance, which reached 10 %. On reference days, the r. m. s. value of the phase variations never exceeded 0.5 ,° and the relative fluctuations in electron density were equal to 1 3 %.÷ The observed effect cannot be explained by the acoustic-gravity waves generated by the periodic heating of the ionosphere. It most likely involves coupling in the Earth–atmosphere– ionosphere–magnetosphere system.

Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения

Institution

Ähnliche Einträge