WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

3. Дана интерпретация известной закономерности – существования определенного порогового значения концентрации максимума F2-слоя NmF2, ниже которого вероятность F-рассеяния может превышать заданное значение этой вероятности F-рассеяния. Показано, что приведенная в п.2 зависимость от Ne на высоте максимума и тесная связь Ne на этой высоте с NmF2 позволяют объяснить эту закономерность. Получено не только качественное, но и количественное соответствие теории с результатами наблюдений. Тем самым, по крайней мере, косвенно обоснована важная роль градиентной неустойчивости в формировании F-рассеяния.

4. Установлена цепочка процессов, которая обеспечивает зависимость вероятности появления среднеширотного F-рассеяния от геомагнитной активности: увеличение интенсивности авроральных электроструй во время магнитосферной суббури; джоулев нагрев термосферы этими струями; генерация импульса крупномасштабной ВГВ в результате этого нагрева; распространение данного импульса к низким широтам, прохождение этого импульса над данной среднеширотной станцией и подъем F2-слоя; связанное с таким подъемом увеличение высоты максимума инкремента градиентной неустойчивости h(max) и увеличение max из-за подъема h(max); увеличение интенсивности F-рассеяния из-за увеличения max. Эффективность этой цепочки процессов увеличивается с ростом солнечной активности из-за уменьшения затухания крупномасштабных ВГВ на пути движения от источника (авроральных электроструй) до данной станции. При высокой солнечной активности она максимальна в послеполуночные часы, т.е. вблизи максимума фонового значения инкремента градиентной неустойчивости.

5. Дана качественная интерпретация установленных закономерностей вероятности появления F-рассеяния P (они приведены выше в п. 1):

Существование в ночные часы максимума вероятности появления F-рассеяния P связано с совместным действием относительно мелкомасштабных ВГВ и градиентной неустойчивости ионосферной плазмы. Местное время возникновения этого максимума определяется, в основном, интервалом времени существования градиентной неустойчивости, а амплитуда максимума – совместным действием ВГВ и градиентной неустойчивости. При переходе от низкой к высокой солнечной активности интервал времени, внутри которого возможна градиентная неустойчивость, смещается к утренним часам, поэтому максимум P ведет себя аналогично: при низкой солнечной активности он наблюдается в околополуночные часы, при высокой – вблизи 02-03 LT.

Зависимость эффективности приведенной в п. 4 цепочки процессов от солнечной активности и преобладание полугодовой компоненты геомагнитной активности в годовых изменениях этой активности приводят к тому, что при низкой солнечной активности наблюдаемый характер годовых изменений P почти не зависит от геомагнитной активности. При высокой солнечной активности наблюдается отчетливая и значимая зависимость амплитуды полугодовой компоненты P от геомагнитной активности.

В третьей главе рассматривается интервал времени от вечерних до утренних часов, внутри которого F-рассеяние наблюдается относительно часто. Представлены результаты количественного анализа связи границ этого интервала с моментами восхода и захода Солнца над данным или магнитосопряженным пунктами и, кроме того, результаты анализа связи дополнительных утреннего и вечернего максимумов P c восходно-заходными периодами. В пп. 3.1 приведены основные закономерности изменения P в восходно-заходные периоды, полученные по данным ст. Москва для каждого месяца года периодов низкой (1975, 1976, 1985 гг.) и высокой (1979-1981 гг.) солнечной активности. Предварительно обоснованы количественные критерии для определения связи границ интервала наблюдения F-рассеяния с восходно-заходными периодами и рассмотрены общие свойства суточных изменений P. Далее последовательно представлены закономерности локализации: а) утреннего и вечернего максимумов P; б) границ наблюдения F-рассеяния при низкой и высокой солнечной активности; в) границ наблюдения F-рассеяния для магнитоспокойных условий. В пп. 3.2 приведена качественная интерпретация установленных закономерностей, в том числе, на основе сопоставления суточных изменений P и инкремента градиентно-дрейфовой неустойчивости. Основные из установленных закономерностей и результатов интерпретации этих закономерностей суммированы в выводах к данной главе (3.3), а именно:

Дополнительные утренний и вечерний максимумы P наблюдаются только зимой до восхода и после захода Солнца над данным пунктом, когда магнитосопряженная ионосфера освещена Солнцем. На основе качественного анализа получено, что эти максимумы связаны с нагревом ионосферы фотоэлектронами из сопряженного полушария.

При низкой солнечной активности вечерняя и утренняя границы интервала достаточно частого наблюдения F-рассеяния во все месяцы года почти совпадают с моментами захода и восхода Солнца над данным пунктом, т.е. локальные процессы генерации F-рассеяния являются основными причинами формирования этих границ.

При высокой солнечной активности во все месяцы года вечерняя граница интервала наблюдения F-рассеяния расположена вблизи границы полной тени, когда ионосфера над данным и магнитосопряженным пунктами перестает освещаться Солнцем. Тем самым установлено, что при переходе от низкой к высокой солнечной активности наиболее существенные изменения этой границы происходят зимой. На основе качественного анализа и результатов расчета инкремента градиентно-дрейфовой неустойчивости получено, что эта закономерность связана с особенностями изменения электронной концентрации F2-слоя зимой в вечерние часы при различных уровнях солнечной активности.

При высокой солнечной активности летом и в равноденствия утренняя граница интервала наблюдения F-рассеяния смещается в освещенную ионосферу, т.е. наблюдается после восхода Солнца над данным пунктом. Такое смещение максимально в равноденствия и отсутствует зимой. На основе качественного анализа получено, что эта закономерность связана с внутренними гравитационными волнами (ВГВ) термосферы, которые генерируются в авроральной области в периоды магнитосферных суббурь: с зависимостью частоты суббурь от сезона и зависимостью эффективности ВГВ от сезона и солнечной активности.

В четвертой главе анализируются данные непосредственных наблюдений критической частоты слоя F2 ионосферы и вероятности появления F-рассеяния на предмет выявления квазидвухлетних вариаций и их связи с гелиогеофизическими характеристиками. В пп. 4.1 исследуются вариации критической частоты слоя F2. Описана методика выделения квазидвухлетних вариаций, анализируются изменения параметров квазидвухлетних вариаций критической частоты слоя F2 в одиннадцатилетнем цикле и их зависимость от солнечной и геомагнитной активностей. В пп. 4.2 рассмотрены квазидвухлетние вариации вероятности появления F-рассеяния по данным ст. Москва за 1975-1985 гг., анализируемым в главах 2 и 3 и их зависимость от солнечной и геомагнитной активностей. Выводы суммированы в пп. 4.3:

С помощью фильтрации впервые выявлены квазидвухлетние вариации (КДВ) критической частоты foF2 и показано, что они выделяются также надежно, как и КДВ дециметрового излучения Солнца F10.7. На основе анализа ежедневных величин потока радиоизлучения Солнца на длине волны 10,7 см (F10.7) для трех солнечных циклов, а также околополуденных измерений критической частоты fоF2 слоя F2 на ст. Москва в интервале 1960-1995 гг. показано, что КДВ foF2 изменяются почти синхронно с КДВ F10.7, а амплитуда КДВ foF2 уменьшается приблизительно в два раза при переходе от дневных к ночным условиям.

Зависимость КДВ критической частоты f от КДВ дециметрового излучения Солнца F является основной и, безусловно, значимой. Эта зависимость в конечном итоге обусловлена еще более отчетливой зависимостью среднегодовых значений foF2 от среднегодовых значений F10.7 через процессы ионизации и нагрева термосферы. Зависимость f от F почти не зависит от широты. Поэтому для анализа зависимости f от F в этом интервале широт достаточно использовать данные одной ионосферной станции.

Зависимость f от КДВ индекса геомагнитной активности Ap не значима, что связано с относительно низкими среднегодовыми значениями Ap-индекса геомагнитной активности. Тем не менее, наблюдается отчетливая тенденция к изменению характера этой зависимости с широтой – на относительно высоких широтах антикорреляция между f и Ap становится более отчетливой. Эта тенденция во многом аналогична усилению отрицательной фазы ионосферной бури с широтой, в основном, из-за изменения состава термосферы при переходе от спокойных к магнитовозмущенным условиям.

Увеличение солнечной активности приводит к уменьшению квазидвухлетних вариаций вероятности появления F-рассеяния Pyr и, при прочих равных условиях, эта зависимость наиболее отчетлива в предполуночные часы и значима. Увеличение геомагнитной активности приводит к увеличению Pyr и, при прочих равных условиях, эта зависимость наиболее отчетлива и значима в послеполуночные часы. В целом вклад геомагнитной активности в изменения Pyr более важен, чем вклад солнечной активности, что, по-видимому, связано с относительно высокой амплитудой квазидвухлетних вариаций геомагнитной активности в анализируемый интервал времени.

Поскольку основные результаты каждого этапа работы приведены в выводах к каждой главе, то в заключении приведены только наиболее важные из них.

Основные результаты работы

1. Установлена зависимость времени достижения ночного среднеширотного максимума вероятности F-рассеяния P от уровня солнечной активности: с ростом солнечной активности это время смещается к утренним часам.

2. Установлен разный характер годовых изменений P ночью в периоды низкой и высокой солнечной активности: при низкой активности преобладает годовая компонента P с максимумом зимой и минимумом летом, при высокой – годовая и полугодовая компоненты P с максимумами зимой и в равноденствия.

3. Установлена связь появления утреннего и вечернего максимумов P с условиями освещенности данной и магнитосопряженной ионосферы: этот максимум появляется только зимой до восхода и после захода Солнца над данным пунктом, когда магнитосопряженная ионосфера освещена Солнцем.

4. Выявлена зависимость амплитуды квазидвухлетних вариаций P в ночные часы от уровней солнечной и геомагнитной активности: эта амплитуда уменьшается с ростом уровня солнечной активности и увеличивается с ростом геомагнитной активности.

5. Дана качественная интерпретация полученных закономерностей. Обосновано, в частности, что равноденственные максимумы P в ночные часы при высокой солнечной активности связаны с соответствующими максимумами частоты возникновения суббурь как источников генерации внутренних гравитационных волн (ВГВ) в атмосфере авроральной области и с уменьшением затухания распространяющихся к низким широтам ВГВ при переходе к высокой солнечной активности, в основном, из-за уменьшения коэффициента молекулярной вязкости и теплопроводности.

Основные публикации по теме диссертационной работы

1. Антонов А.М., Непомнящая Е.В., М.Н.Фаткуллин Явление F-рассеяния в дневной среднеширотной ионосфере // Геомагнетизм. и аэрономия. 1987. Т.27. № 5. С.831-833

2. Митякова,Э.Е., Непомнящая Е.В., Юдович Л.А. Аномальные и спорадические образования в F-области ионосферы средних широт по данным ВЗ // Неоднородная структура ионосферы различных пространственных и временных масштабов. – М.: ИЗМИРАН, 1989. С.125-133.

3. Деминов М.Г., Карпачев А.Т., Непомнящая Е.В. О связи сезонных изменений ночного среднеширотного F-рассеяния с солнечной и геомагнитной активностями // Геомагнетизм и аэрономия. 1991. Т. 31. № 6. С.1102-1104.

4. Иванов-Холодный Г.С., Непомнящая Е.В., Чертопруд В.Е. Изменения параметров квазидвухлетних вариаций ионосферы Земли в одиннадцатилетнем цикле // Геомагнетизм и аэрономия. 2000. Т.40. № 4. С.126-128.

5. Деминов М.Г., Иванов-Холодный Г.С., Непомнящая Е.В. Зависимость квазидвухлетних вариаций критической частоты F2-слоя от индексов солнечной и геомагнитной активности // Геомагнетизм и аэрономия. 2002. Т. 42. № 1. С. 112-115.

6. Деминов М.Г., Непомнящая Е.В. Зависимость вероятности среднеширотного F-рассеяния от солнечной и геомагнитной активностей // Геомагнетизм и аэрономия. 2003. Т. 43. № 6. С. 763-769.

7. Деминов М.Г., Непомнящая Е.В., Ситнов Ю.С. Закономерности вероятности появления среднеширотного F-рассеяния в восходно-заходные периоды // Геомагнетизм и аэрономия. 2005. Т.45. № 4. С.487-495.

Е.В.Непомнящая

Вариации F-рассеяния в ионосфере средних широт и их связь с солнечной и геомагнитной активностью

Подписано к печати 25.03.2008 г.

Усл. печ. л. 1.0. заказ № 11.

Тираж 100 экз.

Отпечатано в ИЗМИРАН.

142190 г.Троицк Моск. обл.

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»