Введение к работе
Актуальность проблем»
Сложность процессов в высокоширотной ионосфере, теснейшим образом связанной о авроралънойЧлагнятосферой.Земли, определяла и определяет до сих пор неполноту феноменологии и дин&'ликк этой области околозешюго пространства. Эти зна- " нкя важш при проведении активных экспериментов в блккнем .. космосе, экспериментов по искусственному воздействию на ионосферу с помощью мощных наземных радиопередатчиков, а также для реализации возможностей современней радиосвязи, космической техники им, Для успепного проведения.подобного рода работ особенно остро встает зопроо о диагностировании различных процессов, протекающих на больших высотах. 3 этой связи роль диагностики состояния ионосферы її магнитосферы трудно переоценить. Однако, достаточно полная диагностика может быть ооущеотвдена лишь о использованием обширной сети наблюдательных станций и систеї/я спутников, что связано с. большими раоходами и затруднениями в сборе и обработке информации (особенно в оперативном режиме), В связи о этим весьма заманчивым предотавлязтоя изучение возможностей хотя бы грубой дистанционной оценки состояния магнитосферы и ионо-оферы.в реальном маоштабе времени при наблюдениях о одной точки,
Хорошо иэваотны результаты использования для этих целей таких радиофизических методов, как наземное зондирование ионосферы на разных частотах (отакцкя АИО), радиолокационное . зондирование (установки некогерентного рассеяния, радаолока-
тору полярных сияний) и т.п. К этим радиофизическим методам отнооится к использование возможностей стандартной ионосферной отанции для наклонного зондирования высокоширотной ионосферы, в том числе и использование сигналов так называемого наклонного обратного рассеяния (НОР). Дооборудование станции AiiC горизонтально! ромбической антенной обеспечивает возможность использовать сигналы НО? для контроля за положением и перемещением ионосЗэрЕых неодаородностей на авро- . ральшх широтах в областях Е и ? (в тон числе к множественных по лучу зрения).
Необходимость развития методов оперативной диагностики крупномасштабных структур авроральноп ионосферы определяет актуальность исследования возыокностей рассматриваемой модификации радиофизического метода (то есть с помощью сигналов НО?)..Актуально такко сопоставление информации об этих структурах, получаемой этим и другими радиофизическими и оптичео-кими методами...
Дели, работы.;
Лля оценки диагностических возможностей метода с испол зованиом сигналов НО?, его преимуществ и ограничений необход ыо провести феноменологические и интерпретационные иоследова ния "сигналоз НОР в различных геофизических ситуациях. С этой целью в.работе, поставлены и решены следующие задачи:
-
Исследовать связь сигналов КО? с дискретными формак полярных сияний.
-
Аналитически описать экваториальную границу аврора; ного овала о использованием сигналов НОР.
-
Описать связь сигналов НО? с развитием суббури.
4.. Морфологически исследовать экваториальную границу спорадических высыпаний с помощью сигналов НОР.
5. Исследовать возможность решения обратной задачи -- оценить планетарные геомагнитные индексы и параметры ММП по временя прохождения над субавроральной станцией разрыва Харанга, определяемому о использованием сигналов НОР и данных о вариациях геомагнитного поля на этой станции.
Новизна работы: Впервые:
-
выявлены и описаны некоторые типы сигналов НОР в КЕ-диапазоне, формирующиеся в областях, пространственно связанных с дискретными формами полярных сияний и с экваториальной границей крупномасштабной спорадичеокой ионизации
-
предложена и апробирована модификация радиофизического метода KB локации крупномасштабных структур аврораль-ной ионосферы;
-
установлена овязь сигналов НОР в дневное время с развитием суббурь;
-
предложены основы оценки планетарной геомагнитной обстановки по сигналам НОР, регистрируемым на одной станции.
Научная и практическая пеннооть.
В научном отношении полученные результаты ценны феноменологией и интерпретацией сигналов НОР в КВ-диапаэонэ в различных геофизических ситуациях, что обеопачило возможность использования этих сигналов для дистанционного контроля пространственно-временной динамики спорадичеоких высыпаний частиц п крупномасштабных неоднородностей ионосферы в авроральной
зоне, Получено эмпирическое выражение для положения экваториальной границы дневного участка аврорального овала о использованием сигнала НОР. Установлена связь появления днев- ' них сигналов НОР (и тем самым дневных дискретных дуг полярных сияний) о развитием оуббури, сопровождающейся брейкала-ми, в полуночном секторе овала. Найдены регрессионные соотношения времени прохождения разрыва Харанга (по данным ПОР) о индекоами геомагнитной активности и параметрами межпланетного магнитного поля (ЇМІ).
В практическом (прикладном) отношении работа полезна разработкой, не требующей больших затрат модификации радиофизического метода дистанционной диагностики ионосферы, не зависящей от погодных условий и времени оуток. Предложены и апробированы практическая методика контроля положения авро-ральных структур ионосферы по сигналам НОР в реальном масштабе времени и методика оценки планетарного уровня геомагнитной активности и параметров межпланетного магнитного полі (МШ) о иопольвованием оигналов НОР по одно? оубавроральной станции,
На зашиту выносятся оледтошие положенияі I, Показано, что существует пространственная сопряжен нооть дуг полярных оияний о областями ионосферы, формирующи ми плоокие наклонные отражения в вечернем секторе и дальние дневные отражения в послеполуденном секторе.
Установлено, что один из видов вечерних сигналов НОР формируетоя в граничных областях крупномасштабное опораличе кой ионизации в Е-облаоти, располагающихся, как правило, на
20-2?5 экваториальнае границы диффузных высыпаний, определяемой по спутниковым данным,
-
При помощи данных НОР получена эмпирическая формула, описывающая экваториальную границу послеполуденного-учаотка авроралыюго овала, которая позволяет контролировать положение данной границы в реальном времени независимо от условий оовещенности и погоды с одної* стороны и оценивать геомагнитную обстановку о другой,
-
Появление дневных сигналов НОР связано с развитием оуббури и в ряде олучаев о формированием и динамикой ПИВ.
Личное участие.
Автором проведена первичная обработка большинства использованных в работе материалов, самостоятельно подготовлены алгоритмы для программного обеспечения расчетов на ЭВМ СМ-'І. Постановка задач, научный анализ экспериментальных данных, большинство оценок и расчетов выполнены автором лично. Часть интерпретационных результатов получена совместно с сотрудниками Норильской КМИС,
Публикации. . "
Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 8 печатных работах (ом.ниже). Материалы работы попользовались в отчетах по плановым НИР ив отчетах по хоздоговор- , ным темам "Электризация" и "Нейтрализация".
Апробация. ...
Материалы диссертации докладывались на Международном симпозиума по полярным геомагнитным явлениям (Суздаль, 1906), на ХУЛ Всесоюзном совещании по полярным.оияниям и свечению
ночного неба (Апатиты, 1987), на Всесоюзном семинаре по полярным геомагнитным явлениям (ИЗШРАЇЇ, 1988), на Всесоюзном оовещании по геофизическим явлениям в авроральной зоне (Норильск, 1988), на Всесоюзном семинаре "Физика полярной ионосферы" (Иркутск, 1990), а также на рабочих семинарах Норильской кмис.
Структури и объем работы.
Диссертация состоит из введения, трех глав и заключают обидам объемом 118 отраниц, віслгочая 26 рисунков и 5 таблиц. Библиография включает 92 наименования.
Но введении определены предмет доследования и круг проблем, на решение которых ориентировалась работа. Дана краткая информация о содержании каждой главы.