Важнейшие научные достижения

по проблеме "Распространение радиоволн", полученные в 2001 году

и рекомендуемые в годичный отчет РАН

 

1.                  С использованием линии электропередачи энергосистемы Кольского полуострова, оригинальных генератора, согласующего устройства и радиоприемников реализован и апробирован уникальный канал радиосвязи ультранизкочастотного диапазона (f = 0,6-15 Гц), позволяющий уверенно принимать сигналы на удалениях до 1500 км с накоплением не более t = 500 с.

Авторы:    Собчаков Л.А., Васильев А.В., Астахова Н.Л., Владимиров Д.Н., Волосевич В.С., Протопопов Л.Н. (РИМР), Беляев П.П., Поляков С.В., Ермакова Е.Н., Исаев С.В., Якунин М.Н. (НИРФИ), Савицкий А.П., Редько Г.В., Елисеев А.А., Федоров А.Б., Ратников К.Д. (ВИРГ).

 

Аннотация:

 

Проведены уникальные эксперименты по генерации  и приему искусственного УНЧ сигнала на дистанциях 800 и 1500 км в диапазоне частот 1,3-12 Гц. Высокочувствительная приемная аппаратура и стабильно излучающий ток в антенне, возбуждающий УНЧ поле в полости Земля-ионосфера, позволили зарегистрировать сигнал с высокой точностью. Обнаружено, что амплитудно-частотные зависимости и поляризация искусственного УНЧ сигнала сильно различаются в дневное и ночное время, что связано с влиянием околоземных волноводных и резонансных структур на регистрируемый сигнал. Приведены результаты расчетов амплитуды сигнала для разных моделей ионосферы. Показано, что модель анизотропной и неоднородной по высоте ионосферы адекватно описывает амплитудно-частотные зависимости измеренного УНЧ сигнала. По двум измеренным взаимно-ортогональным компонентам HX и EY рассчитано кажущееся сопротивление подстилающей поверхности в точке приема, причем показано, что точность вычисления кажущегося сопротивления с использованием контролируемого УНЧ источника существенно превосходит точность результатов, полученную на основе обработки естественных электромагнитных полей.

 

2.                  Впервые обнаружены квазипериодические флуктуации магнитного поля во внешней короне Солнца. Периоды флуктуаций близки к 5 минутам, а относительная амплитуда порядка 10 %. Квазипериодические флуктуации связаны с распространяющимися от Солнца альвеновскими волнами, генерируемыми первоначально в неоднородных нестационарных магнитных структурах нижней короны.

Авторы:    Ефимов А.И. (ФИРЭ РАН), Чашей И.В. (ПРАО АКЦ ФИАН).

 

Аннотация:

 

По данным радиозондирования околосолнечной плазмы линейно-поляризованными сигналами космических аппаратов установлено, что в области ускорения солнечного ветра на гелиоцентрических расстояниях между 3 и 10 радиусами Солнца около одной трети временных спектров флуктуаций фарадеевского вращения плоскости поляризации содержат квазигармонические компоненты с характерной частотой около 4 миллигерц, соответствующей 4-5 минутным периодическим осцилляциям магнитного поля. Пятиминутные флуктуации, существование которых было известно для внутренней атмосферы Солнца, впервые зафиксированы в области ускорения солнечного ветра. Амплитуда квазипериодических флуктуаций магнитного поля по оценкам порядка 0,1 от индукции регулярного магнитного поля. Показано, что квазигармонические осцилляции обусловлены распространяющимися от Солнца выделенными цугами альвеновских волн. Из условия превышения вклада выделенных цугов над вкладом турбулентного фона получены оценки характерного поперечного к радиальному направлению масштаба магнитных флуктуаций, который оказывается порядка 30 000 км. Полученные результаты показывают, что распространяющиеся от Солнца альвеновские волны играют существенную роль в энергетическом балансе плазмы во внешней короне и области ускорения солнечного ветра. Показано, что первоначальный источник выделенных цугов альвеновских волн с пятиминутными периодами связан с анизотропными нестационарными магнитными структурами верхней хромосферы и нижней короны.

 

3.                  Разработан радиоголографический метод, важный дляпрактики исследований процессов в атмосфере и ионосфере по радиозатменным данным на трассе «спутник-спутник». Радиоголографический метод позволяет на порядок повысить вертикальное разрешение и увеличить точность измерений вертикальных профилей электронной концентрации в ионосфере и температуры в атмосфере, а также их градиентов.

Автор:      Павельев А.Г. (ФИРЭ РАН).

 

Аннотация:

 

Обоснован и разработан радиоголографический метод, важный для практики исследований процессов в атмосфере и ионосфере по радиозатменным данным на трассе спутник-спутник. Радиоголограмма регистрируется на одном из спутников и затем обрабатывается на Земле с помощью опорного сигнала с применением фокусированного синтеза апертуры, размер которой выбирается, исходя из требования получения максимального вертикального разрешения.. Радиоголографический метод впервые применен к анализу данных, полученных в радиозатменных экспериментах с искусственными спутниками Земли. В отличие от существующих, радиоголографический метод позволяет на порядок повысить вертикальное разрешение и увеличить точность измерений вертикальных профилей электронной концентрации в ионосфере и температуры в атмосфере, а также их градиентов. В тропосфере разрешаются вертикальные структуры порядка 70-90 метров, а в ионосфере определяются слои с вертикальными размерами от 100 до 600 метров. Метод проверен экспериментально на трассах спутник-спутник и внедрен в программе радиопросвечивания атмосферы и ионосферы в Геофизическом центре Германии (Потсдам), в программе СНАМР. С помощью радиоголографического метода зарегистрированы спорадические волновые структуры в вертикальных профилях электронной концентрации и ее вертикального градиента в Е- и D-слоях ионосферы с вертикальным периодом 0,5-2 км и амплитудами 102-104 эл/см3. Полученные результаты указывают на практическую возможность осуществления радиоголографических наблюдений процессов, происходящих в ионосфере и атмосфере Земли. 

 

 

 

Председатель Научного совета

по комплексной проблеме

"Распространение радиоволн"

д.т.н., профессор                                                                                                  Н.А.Арманд