Прозрачный, прерывистый спорадический слой Е-ионосферы на средних широтах тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.04 ВАК РФ

ЕЕСЛгаШКА ГРУЗИЯ

ТБИЛИССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Ив.даДВлХМШЛИ

На правах рукописи ШАРАДЗЕ НИКОЛАЙ ЗУРАЕОВШ

ПРОЗРАЧНЫЙ, ПРЕРЫВИСТЫЙ СПОРАДИЧЕСКИЙ СЛОЙ Е -ИОНОСФЕРЫ НА срадих ШИРОТАХ

Специальность 01.02.03 - радиофвзяка

ДИССртТАЦИОННЫЙ ВЕСТНИК

диоовртации на сококаняо ученой отепони кавдидата физико-штаматичооких наук

Тбилаоа - 1995.

Работа выполнена на кафедре радиофизики физического факультета Тбилисского государственного университета км.Иванэ , Дзсавахишвили.

Научный руководитель - доктор физвко-маталатетеокдх паук профоссор Г.Ш.КШНИШШ

Официал: яне оппоненты:

доктор фязико-матештичвоктс наук, лрофеооор ХАКТАДЗЕ Арчил Георгиевич

кандидат физико-математичёокпх наук, .доцент СИЮШШИЛИ Зураб Ираклиевич

Защита'диссертаЩ-З состоится " "__. _ _ _ 1995 Г,

в_часов на заседании научно-аттеотациогааого советаЩ

01.02 *НЗ при Тбилисском государственном универсамам (380028 Тбилиси, пр.И.Чавчавадзе, 3. БФА)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТС7.

Автореферат разослан " " '___ 1996 г.

Т.КЕРЕСВЛВДЗЗ

Ученый секретарь научно-аттестационного совета, , доктор физ.-мат.наук

Радвозондированио ионосферы на высотах Е-обтаоти (95 -120 км) нередко (иногда) обнаруживает тонкий-(толщиной 1-8 кы).плазменный слой о повышение л электронной концентрацией. Из-за нерегулярного характера образования данный слой наименовали "спорадическим". Актуальность исследования спорадического Е-олоя (Еь ) обусловлено не только научными, но и чисто практическими интересами - Ее -слой влияет на условия распространения радговолн и определяет качество и надежность радиосвязи. Ее -слой характеризуется особенной "чувствительностью" на активные воздойствия на атмосферу (магнитике бури-, землетрясения, извернения вулканов, метеорные потоки, атомные и производственные взрывы, запускискусственных спутников Земли и др.) и данные глобальных исследований данного слоя необходимы: для контроля окружающей среды, для исследований динамики ионосферной плазмы, взаимосвязи различных слоев атмосферы, ыагнитосферно-ионосферной связей. Механизмы образования я свойства Е$ -слоя зависят от широты; различают полярных, среднвишротншс и экваториальных спорадических Ее -слоев. На лопогриммах радиозондирования ионосферы наблюдаются прозрачные (одновременно видны отражения от Е и Е -слоев) и Ее . -слои частично или полностью экранирующие вышележащие слои.

Продолжительность непрерывного существования прозрачного Еа -олоя ( ) наишого меньше чем экранирующего Е5 -слоя в главным образом меняется в интервале 1+10 минут. По международной классификации в за" юикости от вида ионограммного следа на ородних широтах различают 4 разных типи (£ ,С ,Ь Ее -слоя. Образование среднедиротного экранирующего Ез -ело Овьясаяотся нь дополнительной ионизацией атмосх'^еры, а порерас ЧрацолшЕиеы оавотвутдах на высотах Е -ооласти заряженных

-и -

частиц. В настоящее время прозрачный Ее* -слой отсутствует в международной классификации Ее -олоев а ещй не разработана теория его образования. Основной причиной такого положенял является недостаточность экспериментальных данных, что в овою очередь обусловлено том, что обычно установленная в мировой оетя ионосферных обсерваторий практика радиозондирования ионосферы " интервалом в 15 минут дает весьма окудную информацию о короткого!-вущем Ез1 -слов (оообекно с прерывистым ионооферяда следом). ■ Необходимо отметить также и то обстоятельство, что частота в длительность наблюдения Е«4 -слоя в значительной степени зависят от параметров аппаратуры ионосферной станции .(от мощности передатчика и чувствительности, приемника). В силу всого оказанного до сих пор проводимые исследования в основном бшга каправ-ленц на изучение экранирующего Е« -слоя и очень мало известно о Е$* -слое. К сожалению необходимые для изучения Е$ -ояоя денные длительного, непрерывного (о интервалом в I минуту) радиозондирования ионосферы еще недостаточно' накоплены мировой сетью • ионосферных станций.

Цель работы: Опираясь на данных учащенного (о интервалом в I и 5 минут) радиозондирования среднеашротной ионооферы

- морфологическое исследование прозрачного, прернвыотогэ споро диче ско го Рх-олоя;' ' -

- исследование влияния г тлоофврнкх акуотжко-гравитециопних волн на образованно Ее1 -слоя;

- моделирование на ЭВМ Е»1 -олоя о целью проверка мэхаяаэ-ма его образования.

Основные результаты:

I. Установлено динамическое лроаохоадониэ прозрачного, про-

рквнстого спорадического,Е& -слоя и впервые проведены его морфологическое исследование, на основе чего выявлено, что:

- Ее* -слой в ооновном наблюдается на двух высотных уровнях: 95-110 км и 115-140 км. Чаще наблюдается "низкий" (95-110 км) Ее* - слой в он охватывает значительно более широкий чаотот-ный диапаэон (1-8 Мгц), чем "высокий" (115-140 км) Е$* -слой.

В течении короткого времени своего существования Е» -слой часто принимает облик прозрачного, непрерывного Ее -слоя, который по международной классификации соответствует Ее -слою С или 5 типа. Такое преобразование более характерно "низкому" Ее -слои.

- Появление, изменения интенсивности и частотного диапазона имеет кпааипвриодичаский (Т = 3-30 мин) характер. Наиболее вероятные аначения периодов лежат в интервале 5-20 мин.

- Время "жизни" Ее* -слоя меняется в интервале 1-20 мин и время его существования в основном равно 1-6 мин.

- Иочезноденяе ионограманого следа Ез* -слоя не проиоходит мгновенно и в соновном начинает исчезать в высокочастотном участке.

- Вертикальные размеры кваэипериодических электронных неод-яородаоотей изменяются в интервале 30-70 м.

- В периода наблюдения Ее* -слоя,-как правило, в Р -области ионосферы наблюдаются вызванные атмосферными акустико-грави-тационншя волнами перемещающиеся ионосферные возмущения, которые на ионограклах проявляются в виде к скаканий ионограммного •следа Г -области.

- В суточных вариациях вероятности появления Е» -слоя РЕ6* иабледаптся два максимума: вечером и в около полуденное

время (главный максимум). В сезонном ходе РЕ?1 максимумы наблюдаются зимой (главный максимум; л весной.

2. Механизм образования Ба* -слоя на оредних широтах отличается от так называемого механизма "ветрового сдвига'' образования экранирующего Ее -слоя. Образование Ее* - доя объясняется резонансным рассеянием радиоволн на кзазипериодичоокой (волновой) неоднородной структуре ионосферы. Спектры частот и вертикальных размеров волн, обуславливающих квазвиериодичвскую неоднородную ионосферную структуру рассвиваиг,ую радиовотнн, соответотвен-но лежат в интервалах 1-10 гц и 10-100 м.

3. Рассеивающая волны квазипериодичоская неоднородная ионосферная структура на высотах Е -области может быть образована инфразвуковши волнами, которые генерируются во время о ильных землетрясений, магнитчих бурь, вторжения в верхняя атмоофору иатя-орных потоков и движением атмос?эрнш; фронтов.

Апробация раЗоты. Полученные в диссертации результаты были доложены и обсувдалиоь: на 1-< международной научной конфаран-ции, поовященной Понтойскш грекам (Тбилиси, 1994 г); на меаду-' ' народной научной конференции по фундаментальным наукам (Москва, 1995 г).