Введение к работе
Актуальность темы. Исследование потоков высыпающихся энергичных электронов (с энергией в десятки-сотни кэВ) позволяет получать информацию о строении и динамических процессах магнитосферы и ионосферы Земли. Потоки высыпающихся энергичных электронов реагируют на изменения структуры магнитных и электрических полей, параметров плазмы, уровня волнового излучения и поэтому являются носителем информации о протекании физических явлений в околоземном пространстве и перестройке его структур.
Кроме фундаментальных проблем изучение высыпания энергичных электронов позволяет решать прикладные задачи, связанные с освоением регионов высоких широт и околоземного пространства. Высыпание энергичных электронов в высоких широтах приводит к аномальной ионизации нижней ионосферы, что вызывает нарушения радиосвязи, приводит к отказам радионавигационных систем. Освоение околоземного космического пространства также требует знания распределения потоков высыпающихся энергичных электронов, влияющих на радиационную обстановку на низковысотных космических аппаратах.
Все вышеперечисленное позволяет утверждать, что диагностирование, а в конечном счете и прогнозирование высыпания энергичных электронов представляет одну из важ№ задач физики околоземного космического пространства.
Актуальность изучения процесса высыпания энергичных электронов определяет необходимость построения статистической картины пространственного распределения высыпания энергичных электронов, основанной на обнаруженных экспериментальных характеристиках высыпающихся электронов, анализируемых в сочетании с другими видами наземных, аэростатных и спутниковых наблюдений. При анализе временных характеристик высыпания необходимо учитывать, что медленные изменения потока высыпающихся электронов отражают глобальные структуры в магнитосфере, в то время как быстрые изменения
диапазона короткопериодных колебаний (KUK) характеризуют локальные структуры.
В предшествующих настоящей работе исследованиях обычно изучались или крупномасштабные или мелкомасштабные структуры высыпания электронов, в то время как совместный анализ таких структур может дать новую информацию о механизмах высыпания частиц. Кроме того, недостаточно статистически обеспеченное количество экспериментального материала, обычно получаемого в отдельных видах наблюдений в различных геофизических условиях, не позволяло получить детальную картину высыпания электронов в утренне-днев-ные часы.
і Анализ методов измерения потоков высыпающихся- электронов с . энергией в десятки-сотни кэВ показал, что наиболее дешевым и I статистически обеспеченным является метод, основанный на регист-v рации поглощения космического радиошума (іІКР) на меридиональной цепочке риометрических станций. |
Целью работы является:
-
Изучение пространственно-временных и амплитудных характеристик пульсирующего ІІКР минутных периодов, его связи с пульсациями в других геофизических явлениях и механизма его образования,
-
Исследование статистической картины пространственного распределения ИКР на различных фазах цикла солнечной активности' и физических процессов, ответственных за в'-сыпание электронов.
Научная новизна
Комплексный анализ наземных, аэростатных и спутниковых данных позволил обнаружить:
- новые морфологические и корреляционные характеристики пульсирующих потоков высыпающихся электронов с энергией в десятки-сотни кэв;
положение области, в которой наблюдается совпадение модуляционных характеристик риометрического поглощения и КНЧ-ОНЧ излучения, и ее изменения в зависимости от уровня геомагнитной возмушенности;
статистическое распределение крупномасштабных структур -высыпания электронов в периоды различном солнечной активности. .
На защиту выносятся: г-
1. Пространственно-временные и амплитудные характеристики
пульсирующего 1ІКР, их зависимость от магнитной активности, связь с пульсациями Ї1НЧ-0НЧ излучения и МГД-волнами, а также созданная на их основе классификация минутных колебаний потоков высыпающих-ся злектронов.і
-
Полученные по долговременным наблюдениям на якутской меридиональной цепочке риометров пространственные структуры высыпающихся электронов с тремя характерными областями высыпания и особенности их изменения на различных фазах цикла солнечней активности.
-
Наземный метод определения положения плаэмопаузы по высыпанием электронов.
Научная и практическая значимость работы. Создан прибор -якутская меридиональная цепочка риометрических станций, предназначенный для проведения одновременных измерений потоков высыпающихся электронов с энергиями в десятки-сотни кэВ в интервале L ~ 3-8.
Предложен новый способ наземной диагностики положения плазмопаузы. Получены новые характеристики потоков высыпающихся электронов, расширяющие физические представления о процессе высыпания частиц, что может быть использовано для прогнозирования состояния нижней ионосферы.
Личный вклад автора. Диссертант является одним из инициаторов . сновным исполнителем создания якутской меридиональной цепочки риометрических станций. Им проводилась установка и эксплуатация, риометрических станций, обработка наблюдательного материала, его анализ и интерпретация.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на международных конференциях:
Полярные геомагнитные явления (Суздаль, 1986)
XIX Генеральная ассамблея МАГА (Ванкувер, 1987)
K0CI1AP ХХУП (Эспу, 1988)
Исследование средней атмосферы (Душанбе, 1989)
У симпозиум КАПГ (Самарканд, 1989)
Весеннее, 1991 г., собрание американского геофизического союза
СТЭ11 (Лаурел, 1992)
- также на всесоюзных конференциях и симпозиумах.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Работа содержит 168 страниц, 39 рисунков и 7 таблиц. Список цитируемой литературы содержит IS& наименований.