поглощение радиоволна

Ионосфера главнаястраница |сделать стартовой | контактыСтатьиНовостиСтатьи о едеСтатьи о напиткахВитаминыПищевые приправыБифидобактерииДиетыРазное Новостироссийскиемеждународныерегиональныеразные ИоносфераИоносфера(от ионы поглощение радиоволна греч. spháira — шар), ионизированная часть верхнейатмосферы; расположена выше 50 км.Верхней границей И. является внешняя часть магнитосферыЗемли. И. представляет собой природноеобразование разреженной слабоионизированной плазмы, находящейся в магнитномполе Земли поглощение радиоволна обладающей благодаря своейвысокой электропроводности специфическими свойствами, определяющими характерраспространений в ней радиоволн поглощение радиоволна различных возмущении (подробнее см. Плазма, Распространениерадиоволн). Только благодаря И. возможен такой простой поглощение радиоволна удобный видсвязи на дальние расстояния, как радиосвязь.  Первые предположения о существовании высоконад Землёй электропроводящего слоявысказывались в связи с исследованием магнитного поля Землии атмосферного электричества (К. Гаусс,1839; У. Томсон,1860; Б. Стюарт, 1878). Вскоре после открытияА. С. Поповым радио (1895) А. Кеннелли вСША поглощение радиоволна О. Хевисайд в Великобританиипочти одновременно (в 1902) высказали предположение, что распространениерадиоволн за пределы прямой видимости обусловлено их отражением отэлектропроводящего слоя, расположенного на высотах 100—300 км. Научные исследования И. были начаты в 20-х гг., когда применилизондирующие ионосферные станции и, посылая с Земли короткиерадиосигналы с различной длиной волны, наблюдали их отражения отсоответствующих областей И. Английским учёным У. Эклсомбыл предложен механизм влияния заряженных частиц на радиоволны (1912),советский учёный М. В. Шулейкин (1923) пришёлк выводу о существовании в И. не менее 2 слоев, английский учёный С. Чепмен (1931) построил теорию простого слоя, впервом приближении описывающую И. Большой вклад внесли работы советских учёныхД. А. Рожанского, М. А. Бонч-Бруевича, А. Н. Щукина,С. И. Крючкова, английских учёных Дж. Лармора, Э. Эплтона идр.  Наблюдения на мировой сети станций позволилиполучить глобальную картину изменения И. Было установлено, что концентрацияионов поглощение радиоволна электронов в И. распределена по высоте неравномерно: имеются области,или слои, где она достигает максимума (рис.1). Таких слоев в И. несколько; они не имеют резко выраженных границ,их положение поглощение радиоволна интенсивность регулярно изменяются в течение дня, сезона и11-летнего солнечного цикла. Верхний слой Fсоответствует главному максимуму ионизации И. Ночью он поднимается до высот300—400 км, поглощение радиоволна днём (преимущественнолетом) раздваивается на слои F1и F2 с максимумами навысотах 160—200 км поглощение радиоволна 220—320 км. На высотах 90—150 км находится область Е, поглощение радиоволна ниже 90 км область D. СлоистостьИ. обусловлена резким изменением по высоте условий её образования (см.ниже).  Применение сначала ракет, поглощение радиоволна потом испутников позволило получить более надёжную информацию о верхней атмосфере,непосредственно измерить на ракетах ионный состав (при помощимасс-спектрометра) поглощение радиоволна основные физические характеристики И. (температуру,концентрацию ионов поглощение радиоволна электронов) на всех высотах, исследовать источникиионизации — интенсивность поглощение радиоволна спектр коротковолнового ионизующего излучения Солнца поглощение радиоволна разнообразных корпускулярных потоков. Этопозволило объяснить регулярные изменения в И. С помощью спутников, несущих наборту ионосферную станцию поглощение радиоволна зондирующих И. сверху, удалось исследовать верхнюючасть И., расположенную выше максимума слоя F поглощение радиоволна поэтому недоступную для изучения наземнымиионосферными станциями.  Было установлено, что температура иэлектронная концентрация nев И. резко растут до области F (см. таблицу поглощение радиоволна рис. 2); в верхней части И. рост температурызамедляется, поглощение радиоволна nе вышеобласти F уменьшается с высотойсначала постепенно до высот 15—20 тыс. км(так называемая плазмопауза), поглощение радиоволна потом более резко, переходя к низкимконцентрациям nе вмежпланетной среде.   Значенияхарактеристик основных областей ионосферыОбластьионосферыСредняявысота максимума, кмТемпература,КЭлектроннаяконцентрация ne, см—3Эффективныйкоэффициент рекомбинации a',см3×сек—1ДеньНочьСолнечная активностьмаксимумминимумD702201002001010-6Е1102703×1051,5×105300010-7F1180800—15005×1053×105—3×10-8F2(зима)220—2801000—200025×1056×105~1052×10-10F2(лето)250—3208×1052×1053×10510-10   Наряду с ракетами поглощение радиоволна спутниками получилиуспешное развитие новые наземные методы исследования, особенно важные дляизучения нижней части И. в области D:методы частичного отражения поглощение радиоволна перекрёстноймодуляции; измерения с помощью риометров поглощения космическогорадиоизлучения на разных частотах, исследования поля длинных поглощение радиоволна сверхдлинныхрадиоволн, поглощение радиоволна также метод наклонного поглощение радиоволна возвратно-наклонного зондирования.Большое значение имеет метод обратного некогерентного (томпсоновского)рассеяния, основанный на принципе радиолокации,когда посылают в И. короткий мощный импульс радиоизлучения, поглощение радиоволна затем принимаютслабый рассеянный сигнал, растянутый во времени в зависимости от расстояния доточки рассеяния. Этот метод позволяет измерять не только распределение nе до очень больших высот(1000 км поглощение радиоволна выше), но даёт такжетемпературу электронов поглощение радиоволна ионов, ионный состав, регулярные поглощение радиоволна нерегулярныедвижения поглощение радиоволна др. параметры И.  Образование ионосферы. В И. непрерывнопротекают процессы ионизации ирекомбинации. Наблюдаемые в И.концентрации ионов поглощение радиоволна электронов есть результат баланса между скоростью ихобразования в процессе ионизации поглощение радиоволна скоростью уничтожения за счёт рекомбинации идр. процессов. Источники ионизации поглощение радиоволна процессы рекомбинации разные в различныхобластях ионосферы.  Основным источником ионизации И. днёмявляется коротковолновое излучение Солнца сдлиной волны lкороче 1038 , однако важны также поглощение радиоволна корпускулярные потоки, галактические исолнечные космические лучи идр. Каждый тип ионизующего излучения оказывает наибольшее действие на атмосферулишь в определённой области высот, соответствующих его проникающей способности.Так, мягкое коротковолновое излучение Солнца сl= 85—911  большуючасть ионов образует в И. в области 120—200 км(но действует поглощение радиоволна выше), тогда как более длинноволновое излучение с l =911—1038  вызывает ионизацию навысотах 95—115 км, т. е. в области E, поглощение радиоволна рентгеновское излучение с lкороче 85  — в верхней частиобласти D на высотах 85—100 км. В нижнейчасти области D, ниже 60—70 км днём поглощение радиоволна ниже 80—90 км ночью, ионизация осуществляется такназываемыми галактическими космическими лучами. Существенный вклад в ионизациюобласти D на высотах около 80 км вносят корпускулярные потоки(например, электроны с энергией Ј30—40 кэв), поглощение радиоволна также солнечноеизлучение первой линии серии Лаймана (La)водорода с l =1215,7  (см. Атомные спектры).  До сих пор речь шла об обычных условияхионизации. Во время солнечных вспышек всплеск рентгеновского излучения вызываетвнезапное возмущение в нижней части И. Через несколько часов после солнечныхвспышек в атмосферу Земли проникают такжесолнечные космические лучи, которые вызывают повышенную ионизацию на высотах50—100 км, особенно сильную вполярных шапках (областях вблизи магнитного полюса). Взоне полярных сияний вотдельные периоды времени действуют потоки протонов поглощение радиоволна электронов, которыевызывают не только ионизацию, но поглощение радиоволна заметное свечениеатмосферы (полярные сияния) на высотах 100—120 км, но они действуют также поглощение радиоволна ниже, в области D. Во время магнитных бурьэти потоки корпускул усиливаются, поглощение радиоволна зона их действия расширяется к более низкимширотам (иногда так называемые низкоширотные красные сияния наблюдают на широтеМосквы поглощение радиоволна южнее).  Процессом, обратным ионизации, являетсяпроцесс нейтрализации, или рекомбинации. Скорость исчезновения ионов в И.характеризуется эффективным коэффициентом рекомбинации aў, который определяетвеличину ne поглощение радиоволна её изменениево времени. Например, когда известен источник ионизации, т. е. скоростьобразования ионов в 1 см3в 1 сек — q, то  Значения aўдля различных областей И. различны (см.таблицу поглощение радиоволна рис. 3).  Состав ионосферы. Под воздействием ионизующихизлучений в И. происходят сложные физико-химические процессы, которые можноподразделить на три типа: ионизацию, ионно-молекулярные реакции поглощение радиоволна рекомбинацию,— соответствующие трём стадиям жизни ионов: их образованию, превращениям иуничтожению. В разных областях И. каждый из этих процессов проявляетсяпо-своему, что приводит к различию ионного состава по высоте. Так, днём навысотах 85—200 км преобладаютположительные молекулярные ионы NO+ поглощение радиоволна O2+,выше 200 км в области F — атомные ионы O+, поглощение радиоволна выше600—1000 км — протоны H+.В нижней части области D (ниже 70—80 км) существенно образование комплексныхионов-гидратов типа (H2O)nH+,а также отрицательных ионов, из которых наиболее стабильны ионы NO2—и NO3—. Отрицательные ионы наблюдаются лишь в области D.  Изменения ионосферы. И. непрерывно изменяется. Различаютрегулярные изменения поглощение радиоволна возмущённые состояния. Поскольку основным источникомионизации является коротковолновое излучение Солнца,многие регулярные изменения И. обязаны изменению либо высоты Солнца над горизонтом (суточные, сезонные, широтныеизменения), либо уровня солнечной активности (11-летние поглощение радиоволна 27-дневные вариации).  После солнечных вспышек, когда резкоусиливается ионизующее излучение, возникают так называемые внезапныеионосферные возмущения. Часто возмущённые состояния И. связаны поглощение радиоволна с магнитнымибурями. Многие явления, которые происходят в верхней атмосфере поглощение радиоволна магнитосфере Земли, тесно связаны. Это обусловлено влияниемсолнечной активности одновременно на все эти явления. Когда в межпланетном пространствев районе Земли возрастает солнечныйкорпускулярный поток, который задерживается магнитосферой, происходит не тольковозмущение геомагнитного поля (магнитная буря), но изменяются радиационные пояса Земли, усиливаются корпускулярные потоки взоне полярных сияний поглощение радиоволна т. д. При этом происходит также дополнительноеразогревание верхней атмосферы поглощение радиоволна изменяются условия ионизации И. В свою очередь, изменения И. поглощение радиоволна движения в ней влияютна вариации геомагнитного поля поглощение радиоволна другие явления в верхней атмосфере.  Характеристики ионосферных слоев.Закономерности изменения параметров И. — степень ионизации или ne, ионный состав иэффективный коэффициент рекомбинации различны в разных областях И.; этообусловлено в первую очередь значительным изменением по высоте концентрации исостава нейтральных частиц верхней атмосферы.  В области D наблюдаются наиболее низкие ne< 103 см-3 (рис. 2). В этой области И. из-за высокой концентрации молекул, аследовательно, поглощение радиоволна высокой частоты столкновения с ними электронов происходит наиболеесильное поглощение радиоволн, что иногда приводит к прекращению радиосвязи.Здесь же, как в волноводе, распространяются длинные поглощение радиоволна сверхдлинные радиоволны.От всей остальной части И. область Dотличается тем, что наряду с положительными ионами в ней наблюдаютсяотрицательные ионы, которые определяют многие свойства области D. Отрицательные ионы образуются врезультате тройных столкновений электронов с нейтральными молекулами O2.Ниже 70—80 км концентрация молекул ичисло таких столкновений настолько возрастают, что отрицательных ионовстановится больше, чем электронов. Уничтожаются отрицательные ионы при взаимнойнейтрализации с положительными ионами. Так как этот процесс очень быстрый, тоименно им объясняется довольно высокий эффективный коэффициент рекомбинации,который наблюдается в области D.  Припереходе ото дня к ночи в области Dконцентрация электронов neрезко уменьшается поглощение радиоволна соответственно уменьшается поглощение радиоволн, поэтомураньше считали, что ночью слой Dисчезает. В момент солнечных вспышек наосвещенной Солнцем земной поверхности сильновозрастает интенсивность рентгеновского излучения, увеличивающая ионизациюобласти D, что приводит к увеличениюпоглощения радиоволн, поглощение радиоволна иногда даже к полному прекращению радиосвязи, — такназываемое внезапное ионосферное возмущение (Делинджераэффект). Продолжительность таких возмущений обычно 0,3—1,5 часа. Болеедлительные поглощение радиоволна более значительные поглощения бывают на высоких широтах (такназываемые поглощения в полярной шапке — ППШ). Повышенная ионизация тутвызывается солнечными космическими лучами (в основном протонами с энергией внесколько Мэв), которые способныпроникнуть в атмосферу только в районе геомагнитных полюсов (полярных шапок),т. е. там, где магнитные силовые линии не замкнуты. Длительность явлений ППШдостигает иногда нескольких дней.  Область И. на высотах 100—200 км, включающая слои Е поглощение радиоволна F1,отличается наиболее регулярными изменениями. Это обусловлено тем, что именноздесь поглощается основная часть коротковолнового ионизующего излучения Солнца. Фотохимическая теория, уточняющая теориюпростого слоя ионизации, хорошо объясняет все регулярные изменения ne поглощение радиоволна ионного состава втечение дня поглощение радиоволна в зависимости от уровня солнечной активности. Ночью из-заотсутствия источников ионизации в области 125—160 км величина neсильно уменьшается, однако в области Ена высотах 100—120 км обычносохраняется довольно высокая ne= (3—30)×103см-3. О природе источниканочной ионизации в области Е мнениярасходятся.  На высотах областей D поглощение радиоволна Е часто наблюдаюткратковременные необычайно узкие слои повышенной ионизации (так называемыеспорадические слои Es),состоящие в основном из ионов металлов Mg+, Fe+, Ca+и др. За счёт Es возможнодальнее распространение телевизионных передач. Признанной теорией образованияслоев Es является такназываемая теория «ветрового сдвига», покоторой в условиях магнитного поля движения газа в атмосфере «сгоняют» ионы к области нулевой скорости ветра, гдеи образуется слой Es.  Концентрация ионов О+ становитсябольше 50% выше уровня 170—180 км днёми выше 215—230 км утром, вечером иночью. Выше поглощение радиоволна ниже этого уровня условия образования И. совершенно различны.Так, днём в области максимума ионизации коротковолновым излучением Солнца, когда он расположен ниже этого уровня,образуется слой F1. Поэтомуслой F1 регулярнонаблюдается на ионограммах только при большой высоте Солнцанад горизонтом, преимущественно летом поглощение радиоволна в основном при низкой активностиСолнца, поглощение радиоволна в максимуме активности зимой онвообще не наблюдается. Выше указанного уровня создаются благоприятные условиядля образования области F2.  Поведение главного максимума ионизации, илиобласти F, является очень сложным,оно коренным образом отличается от поведения областей Е поглощение радиоволна F1. Так,хотя в среднем электронная концентрация в слое F1 определяется солнечной активностью, но ото дня ко днюона сильно изменяется. Максимум neв суточном ходе бывает сильно сдвинут относительно полудня, при этом сдвигзависит от широты, сезона поглощение радиоволна даже долготы. Сезонной аномалией называетсянеобычное увеличение neзимой по сравнению с летним сезоном. В экваториальной области до полудняимеется один, поглощение радиоволна после полудня поглощение радиоволна ночью — два максимума ne, расположенных на геомагнитных широтах ± 15°(экваториальная или геомагнитная аномалия). В период восхода Солнца оба максимума начинают расходиться,перемещаясь в более высокие широты, поглощение радиоволна быстро исчезают, в то время как наэкваторе образуется новый максимум. На высоких широтах также обнаруженонеобычное поведение области F и, вчастности, образование узкой зоны пониженной ионизации, идущей параллельно зонеполярных сияний, где наблюдается повышенная ионизация. Всё это говорит о том,что, помимо солнечного излучения, изменения neв области F определяются рядомгеофизических факторов.  Высота главного максимума И. (hmaxF) в средних широтах Северного полушарияизменяется в течение суток сложным образом (рис. 4), глубокоспускаясь утром поглощение радиоволна достигая максимума вблизи полуночи. Высота слоя F зимой ниже (кривая I), чем летом(кривая II), поглощение радиоволна при высокой активности Солнца (криваяIII) выше, чем при низкой (кривые I поглощение радиоволна II).  В последнее время была развита новая теорияобразования области F, учитывающаядействие амбиполярной диффузии,которая объяснила многие особенности области F поглощение радиоволна в том числе основную аномалию — образование максимума nе значительно выше максимумаионообразования, расположенного в области 150 км. Описанные выше вариации высоты слоя F она связывает с изменением в течение дня интенсивности ионизациии температуры атмосферы. Существование слоя Fночью объясняется притоком ионов сверху, из протоносферы, где они накапливаютсяв течение светлой части дня. Из-за различия механизма образования высота слояночью выше, чем днём.  Многие особенности в изменении верхней частиИ., расположенной над максимумом области F,повторяют суточный ход поглощение радиоволна глобальное распределение nе в максимуме слоя. Это говорит о тесной связи этихобластей И. Выше максимума области Fуменьшение концентрации ионов с высотой происходит по барометрической формуле. При этом с увеличением высотывозрастает доля более лёгких ионов. Поэтому преобладание ионов O+ вобласти F сменяется днём выше 1000 км преобладанием ионов Н+(протоносфера). Ночью в связи с понижением температуры протоносфера опускаетсядо высот ~ 600 км. В верхней части И. по направлению к высоким широтамобнаружен рост доли тяжёлых ионов на данной высоте, что аналогичным образомсвязывается с наблюдаемым ростом температуры. Однако поведение И. в полярныхобластях пока полностью не объяснено.  Движения потоков заряженных частиц в И.приводят к возникновению турбулентных неоднородностей электронной концентрации.Причины их возникновения — флуктуация ионизующего излучения поглощение радиоволна непрерывноевторжение в атмосферу метеоров, образующих ионизированные следы. Движениеионизованных масс поглощение радиоволна турбулентность И. влияют на распространение радиоволн,вызывая замирание.  Изучение И. продолжает развиваться в двухнаправлениях — с точки зрения её влияния на распространение радиоволн иисследования физико-химических процессов, происходящих в ней, что привело крождению новой науки — аэрономии.Современная теория позволила объяснить поглощение радиоволна распределение ионов с высотой, иэффективный коэффициент рекомбинации. Ставится задача построения единойглобальной динамической модели И. Осуществление такой задачи требует сочетаниятеоретических поглощение радиоволна лабораторных исследований с методами непосредственных измеренийна ракетах поглощение радиоволна спутниках поглощение радиоволна систематических наблюдений И. на сети наземныхстанций.  Лит.:Гинзбург В. Л., Распространение электромагнитных волн в плазме, М., 1960;Альперт Я. Л., Распространение радиоволн поглощение радиоволна ионосфера, М., 1960; Данилов А. Д.,Химия, атмосфера поглощение радиоволна космос, Л., 1968; Ратклиф Дж. А., Уикс К., Ионосфера, всборнике: Физика верхней атмосферы, пер. с англ., М., 1963, с. 339—418; НиколеМ., Аэрономия, пер. с англ., М., 1964; Исследования верхней атмосферы с помощьюракет поглощение радиоволна спутников, пер. с англ., М., 1961; Распределение электроннойконцентрации в ионосфере поглощение радиоволна экзосфере. Сб. докладов, пер. с англ., М., 1964;Электронная концентрация в ионосфере поглощение радиоволна экзосфере. Сб. статей, пер. с англ., М.,1966; Распределение электронов в верхней атмосфере, пер. с англ., М., 1969;Данилов А. Д., Химия ионосферы, Л., 1967; Ионосферные процессы, под ред.В. Е. Степанова, Новосиб., 1968; Уиттен Р. К. поглощение радиоволна Поппов И. Д., Физика нижнейионосферы, пер. с англ., М., 1968; Иванов-Холодный Г. С. поглощение радиоволна Никольский Г. М.,Солнце поглощение радиоволна ионосфера, М., 1969.  Г. С. Иванов-Холодный. www.semkon.ruразделы рассылка пежо 307 холодильный централь 5440.11 (крышка) электропечь dimplex model lee rc два цвет автоматический резка рассылка кулер 754 ваза 2111 стеклянный перегородка слоеный изделие электротельфер искать фотограф купить айсбест телефонный обзвон мытье потолок структурный штукатурка доставка кулеров pki международный конкурс дебютант бензопила dolmar наркомания конвейер шнековый слабость головокружение предохранитель пкн мусорный пакет доломит черный кофе доставка напиток фейрверк вечеринка травертин спецобувь производитель ведро шампанский учиться танго 5440.13 (крышка) бордюр обоев укрепление откос тонирование стекла акриловый вкладыш промышленый альпинизм рассылка база данный скачать короткий нард фирменный цвет имплантат скраб-пилинг купить блендер кулер 754 фризер корпаративные вечеринка отчетность пбоюл билет цдкж кулер 478 snr кулер винчестер зеркало багуа охота гончий флюрисцентная краска mobil gargoyle измеритель освещенность газонокосилка stiga антигололедные реагент герб рф mobil gargoyle кэрролл дж. страна смеха защитный краска бахила полиэтиленовый 5440.13 (крышка) fag укрепление откос диспетчеризация крутой компания metrobond виные холодильник охота пиранья морозильный ларь производственный тара инвертор вихревой теплогенераторы виные холодильник зона ограничение доступ гайковерт архыз ваза 2112 домашний очаг здоровье аппарат фигурный нарезка тест дулевский фарфор прогрессирующий близорукость информационный валаам neri karra кожгалантерея курьерский почта индустриальный монитор силуэт слимент лифт управление иваново здание лмк факсимиле программа шифрование контейнерный автозаправка зона ограничение доступ рассылка база данный квантовый медицина степ-аэробика купить конвертер срок реализация рак гипсокартон грунт стяжка бахила полиэтиленовый видеослот мистер бин рассылка адрес protherm tag heuer бюджетирование крот-95 срочный перевод винный холодильник зубной камень учиться танго 8800 white gold нужен фотограф рассылка корреспонденция скрипт рассылка объвлений эфирный антенна locus видеосъемка барбекю kyiv apartaments rent ваза 2112 флагшток банерного флаг разогреть вчерашний обед степ-аэробика metrobond tag heuer цвет город измерительный комплекс к2-79 кострома риелтор букмекерский контора шанс 8800 white gold мурано фарфор пежо 407 трехмерный презентация узи сделать стоматологический услуга банковский сейфовые ячейка торговый витрина холодильник оптом кулер сглаз доставка суша уничтожитель зал аэробика кухонный техник скраб-пилинг встраиваемый вытяжка маршрутизатор витрина подогреваемый цвет камуфлир кулер регулируемый черный кофе кайт серфинг газонокосилка elmos двухтарифные электросчетчик внутренний перегородка доставка шарошка алмазный газовый заправка два цвет циклон сцн-40 холодильник уценка штангенциркуль басейны intex срочный перевод базовый шпатлевка поглощение радиоволна