Исследование искусственной ионосферной турбулентности с помощью искусственного радиоизлучения ионосферы и эффекта стрикционного самовоздействия волны накачки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат физико-математических наук Котов, Павел Владимирович

• Котов, Павел Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Котов, Павел Владимирович

Введение.

1. Вводная

глава. Постановка проблемы.

1.1. Искусственная турбулентность F-области ионосферы.

1.1.1. Общие свойства.

1.1.2. Начальная стадия воздействия - стрикционная параметрическая неустойчивость.

1.1.3.Промежуточная стадия воздействия.

1.1.4. Генерация верхнегибридной турбулентности и мелкомасштабных неоднородностей.

1.2. Искусственное радиоизлучение ионосферы.

1.3. Ускорение электронов, оптическое свечение.

1.3.1. Физические представления.

1.4. Постановка проблемы.

1.5. Приемно-передающая система стенда «Сура».'.

2. Исследования условий возбуждения и характеристик ионосферной плазменной турбулентности на стадии развития стрикционной параметрической неустойчивости.

2.1. Основы теории стрикционной параметрической неустойчивости.

2.2. Проведение эксперимента и обработка данных.

2.3. Экспериментальные результаты.

2.4. Обсуждение результатов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование искусственной ионосферной турбулентности с помощью искусственного радиоизлучения ионосферы и эффекта стрикционного самовоздействия волны накачки»

Околоземная плазма, в частности ионосфера, представляет собой удобный объект для изучения турбулентности магнитоактивной плазмы, как в естественных условиях, так и при различных искусственных воздействиях (излучение радиоволн с Земли и космических аппаратов, инжекция пучков заряженных частиц и различных химических реагентов). Систематические исследования процессов нелинейного взаимодействия мощного коротковолнового радиоизлучения с ионосферной плазмой начали проводиться с 70-х гг. в СССР и США. В настоящее время экспериментальные исследования искусственной турбулентности ионосферы, возникающей в поле мощных KB радиоволн, проводятся на нагревных стендах (радиокомплексах) «Сура» (ФГНУ НИРФИ, Россия), EISCAT (Тромсе, Норвегия), HAARP и HIPAS (Аляска, США), SPEAR на о. Шпицберген. Диагностика возмущенной области ионосферы осуществляется различными радиофизическими методами: с помощью ее зондирования и просвечивания радиоволнами KB, УКВ и СВЧ диапазонов (пробные волны, ракурсное рассеяние, резонансное рассеяние, радары когерентного и некогерентного рассеяния), а также при измерениях излучения из возмущенной области в оптическом и радио диапазонах; ряд исследований был проведен при запусках геофизических ракет через возмущенную область. В экспериментах изучаются различные искусственные возмущения F-области ионосферы: структура пространственного и частотного спектра квазипотенциальных волн; пространственные спектры и динамика искусственных неоднородностей электронной концентрации различных масштабов; дополнительная ионизация и оптическое свечение, вызываемые электронами, ускоренными плазменными волнами; искусственное радиоизлучение ионосферы; проникновение искусственной турбулентности плазмы во внешнюю ионосферу и др. Теоретический анализ полученных данных позволяет развивать современные представления о физике плазмы, находящейся в высокочастотном электрическом поле, инициировал развитие теории тепловых параметрических явлений в столкновительной магнитоактивной плазме. Активно исследуются возможности и эффективность захвата верхнегибридных волн в мелкомасштабные неоднородности, вытянутые вдоль геомагнитного поля, различные режимы ускорения электронов ленгмюровскими и верхнегибридными волнами и т. д. Актуальность проблемы исследований определяется необходимостью более глубокого понимания природы естественных и антропогенных возмущений параметров околоземной среды, их влияния на 4 работу телекоммуникационных систем наземного и космического базирования, а также поисками возможностей контроля системы «ионосфера-магнитосфера».

Необходимость изучения закономерностей поведения плазменной турбулентности в реальных средах ставит серьезные задачи получения из эксперимента как можно более полной информации о процессах, протекающих в магнитоактивной неоднородной плазме. В последнее время с быстрым развитием цифровой техники значительно выросли возможности получения информации об окружающей среде с помощью радиофизических методов. В диссертации с помощью комбинации традиционных (вертикальное зондирование ионосферы, измерение стационарных спектров принимаемого излучения с помощью последовательного приема в исследуемой полосе частот) и современных (регистрация сигналов в широкой полосе частот с высоким временным разрешением с помощью быстродействующих АЦП с высоким динамическим диапазоном и их последующим спектральным анализом) методов удалось получить существенно новую информацию о поведении ионосферной плазмы в поле мощных радиоволн и заметно продвинуться в понимании физической картины происходящих явлений. Это и определило актуальность темы диссертационной работы.

Целью диссертационной работы являлось экспериментальное исследование характеристик искусственной ионосферной турбулентности (ИИТ) при различных условиях ее возбуждения с помощью анализа самовоздействия мощной радиоволны (волны накачки, ВЫ) и свойств искусственного радиоизлучения ионосферы (ИРИ).

Это, во-первых, исследования свойств ИИТ на начальной стадии ее развития (стадии стрикционной параметрической неустойчивости, СПН) в зависимости от частоты ВН ГО, ее мощности РО и времени суток. Во-вторых, анализ свойств ИРИ на стационарной стадии воздействия (стадии тепловой параметрической неустойчивости, ТПН) во всём диапазоне рабочих частот стенда «Сура» 4.3 < /о < 9.5 МГц. В-третьих, это детальное исследование поведения спектров ИРИ в зависимости от частоты воздействия /о вблизи электронных гирогармоник, /о ~ я/сс. В соответствии с геофизическими условиями эти исследования проводились при п=4,5. В четвёртых, это анализ конкуренции ленгмюровской турбулентности, возникающей в результате развития СПН, и верхнегибридной турбулентности, возникающей в результате развития ТПН, при переходе от непрерывного режима нагрева ионосферы мощным КВ радиоизлучением к импульсному режиму с малой скважностью.

Исследования искусственной турбулентности ионосферной плазмы проводились в ФГНУ НИРФИ на специализированном стенде «Сура», расположенном в 140 км к востоку от Нижнего Новгорода в р/п Васильсурск (географические координаты 56.1° с.ш. и 46.1° в.д.). Приемо-передающий комплекс стенда оснащен тремя независимыми передающими секциями с общей эффективной мощностью излучения 150 - 300 МВт и автоматизированной системой управления. Диапазон рабочих стенда «Сура» составляет 4.3 - 9.5МГц, мощность передатчиков Р=250 кВтхЗ = 750 кВт, коэффициент усиления антенной системы стенда составляет G = 200 380. Стенд «Сура» оснащен цифровым ионозондом «Базис», регистраторами искусственного радиоизлучения ионосферы. Для регистрации ИРИ и отраженного от ионосферы сигнала волны накачки использовались программируемый спектрнализатор НР3585А, несколько профессиональных KB приемников «Катран», многофункциональные платы АЦП AT-MI016-E2 и L1450-32, персональные компьютеры типа «Pentium» и оригинальное программное обеспечение, созданное на основе языка графического программирования «Lab VIEW»; многофункциональное трехканальное KB радиоприемное устройство (РПУ) с диапазоном частот 1-30 МГц и динамическим диапазоном 90 дБ, сопряженное с системой цифровой обработки сигнала промежуточной частоты 2500 кГц в полосе до 500 кГц, позволяющее проводить регистрацию, фильтрацию и спектральную'обработку радиосигналов в реальном времени.

На основе экспериментальных исследований эффекта ССВ и теоретических представлений об СПН определены пороговые поля и инкременты СПН в ионосфере зависящие от частоты ВН и высоты её отражения, а также времени суток.

Детально изучены морфологические характеристики (форма спектра, интенсивность) ИРИ во всем диапазоне частот стенда «Сура» при стационарном (длительном) воздействии на ионосферу.

По оригинально разработанной методике детально исследованы основные характеристики различных спектральных компонент ИРИ в узких областях частот ВН вблизи 4-й и 5-й электронных гирогармоник; сделаны выводы о физических механизмах генерации различных компонент ИРИ, уточнен метод определения электронной циклотронной частоты и плотности плазмы в области взаимодействия мощной радиоволны с ионосферой.

Исследован процесс конкуренции различных механизмов возбуждения турбулентности на стадии релаксации искусственных мелкомасштабных неоднородностей.

Результаты работы являются основой для развития новых методов дистанционной диагностики искусственных и естественных ионосферных возмущений, построения наиболее полной физической картины явлений, происходящих при взаимодействии мощных высокочастотных электромагнитных волн в магнитоактивной плазмой, в частности, КВ радиоволн с ионосферой Земли. Методика проведения экспериментов планируется к использованию при проведении исследований на стенде НАА11Р. Полученные результаты представляют несомненный интерес для сообщества исследователей, ведущих работы на нагревных стендах «Сура», Е18САТ, НАА11Р, АгесЛо. а также для следующих организаций и учреждений РФ: ФИАН им. П.Н. Лебедева, ФГНУ ИИРФИ, ИПФ РАН, ИКИ РАН, ИЗМИР АН, КПФУ, МарГТУ, ААНИИ, СибИЗМИР.

Результаты работы неоднократно докладывались на российских и международных конференциях и симпозиумах. Были сделаны доклады на:

• (Седьмой) Научной конференции по радиофизике, посвященной 90-летию со дня рождения В.С.Троицкого, Нижний Новгород, 7 мая 2003 г.; (Восьмой) научной конференции по радиофизике, посвященной 80-летию со дня рождения Б.Н.Гершмана, Нижний Новгород, 7 мая 2004 г. и (Девятой) Научной конференции по радиофизике «Факультет — ровесник Победы»,Нижний Новгород, 7 мая 2005 г.

• У1-ой и УП-ой Международных Суздальских симпозиумах 1Ж81. Москва, 2004, 2007 г.

• 35-ой научной ассамблее СОБРАН, Париж, Франция 2004 и Зб-ой научной ассамблее СОБРАЯ Пекин, Китай 2006,

• XXI Всероссийской научной конференции по распространению радиоволн, Йошкар-Ола, 2005,

• 8-ой и 9-ой Нижегородской сессии молодых учёных, 2003, 2004 г.

По результатам исследований, составивших основу диссертации, опубликовано 31 научная работа, включая 6 статей в реферируемых журналах.

Работы, результаты которых вошли в диссертацию, были поддержаны проектами РФФИ и ШТАБ.

Диссертант принимал непосредственное участие в обсуждении постановки задачи, экспериментальных работах на стенде «Сура», обработке и анализе полученных данных, обсуждении и физической интерпретации результатов. В процессе анализа полученных 7 данных им, в частности, были обнаружены эффект асимметрии в поведении спектров ИРИ при /о<я/се и /о>п/се для наклонного воздействия и восстановление «ленгмюровских» компонент ИРИ при переводе режима излучения волны накачки от непрерывного к импульсному; установлено значение частот вблизи электронных гирогармоник, при которых имеет место максимальное подавление ИРИ.

Диссертация состоит из введения четырёх глав и заключения. Общий объём работы -113 страниц, включая 108 страниц основного текста, 30 рисунков и списка литературы из 106 наименований

Заключение диссертации по теме «Радиофизика», Котов, Павел Владимирович

3.5. Выводы.

В результате исследований стационарных спектров ИРИ, выполненных при быстром изменении частоты волны накачки в области 4-й и 5-й электронных гирогармоник, обеспечивающем стабильность ионосферных условий и высокую интенсивность мелкомасштабных неоднородностей концентрации плазмы, а также при воздействии на ионосферу короткими импульсами, в том числе при дополнительном нагреве ионосферы на частотах вдали от гирогармоник, установлено, в частности, следующее.

1) Формирование интенсивных мелкомасштабных неоднородностей концентрации плазмы при длительном воздействии на ионосферу обеспечивает сам факт генерации искусственного радиоизлучения в области верхнего гибридного резонанса волны накачки и существенно влияет на интенсивность ИРИ. В свою очередь, форма спектра «верхнегибридных» компонент ИРИ и факт практически полного их подавления при прохождении частоты волны накачки /о через гирогармоники п/се определяются дисперсионными свойствами и характером взаимодействия высокочастотных плазменных мод, а также близостью их частот к гирогармонике. Зависимость вида спектра ИРИ от соотношения /о и nfcc исчезает при воздействии короткими импульсами, когда мелкомасштабные неоднородности не успевают формироваться и возбуждение ИРИ определяется взаимодействием волны накачки с ленгмюровскими волнами, распространяющимися почти вдоль геомагнитного поля.

2) При прохождении частоты волны накачки fa через гирогармонику подавление различных спектральных компонент ИРИ происходит при одной и той же частоте самих этих компонент, совпадающей с частотой волны накачки fomm, при которой суммарная интенсивность всех компонент ИРИ оказывается минимальной. Согласно существующим теоретическим представлениям эта частота совпадает с частотой двойного резонанса fR ~ п/сс (Ьд) ~ fuh (Ьд), что позволяет, используя существующие модели геомагнитного поля, определять с высокой точностью магнитную индукцию, концентрацию плазмы и высоту области двойного резонанса Ьд.

3) Наиболее вероятным механизмом генерации «верхнегибридных» компонент ИРИ в области гирогармоник является двойная трансформация (электромагнитных волн в плазменные и обратно) на мелкомасштабных плазменных неоднородностях с промежуточной стадией формирования спектра плазменных волн за счёт процессов взаимодействия высокочастотных плазменных волн, например индуцированного рассеяния или распада с участием нижнегибридных волн. В то же время при fo ~ jomm ~f д, когда подавляется трансформация волны накачки в верхнегибридные волны, заметную роль в формировании спектра плазменных волн, ответственных за генерацию компоненты DM, может играть процесс прямого распада волны накачки на верхнегибридную и нижнегибридную волны.

4) Наиболее вероятным механизмом генерации компоненты BUM искусственного радиоизлучения ионосферы является трансформация (рассеяние) верхнегибридных волн с частотами, превышающими fR, на мелкомасштабных плазменных неоднородностях. Полученная нами зависимость положения пика BUM в спектре ИРИ от jo (см. формулы (6) из [1] и (14)) свидетельствует в пользу того, что генерация этой компоненты при достаточно больших значениях fo — nfce происходит заметно ниже высоты двойного резонанса Ид.

5) При достаточно большом наклоне диаграммы направленности нагревного стенда от вертикали (к югу в наших экспериментах) интенсивность ИРИ при fo < nfe заметно уменьшается по сравнению с частотами волны накачки fo > nfQQ. что определяется различными областями (высотами) существования плазменных волн в этих случаях и уменьшением высоты отражения волны накачки при увеличении наклона.

Заметим в заключение, что, несмотря на большое количество существующих работ см., например, [12, 20, 21, 23, 32, 36—41, 44, 46—50]), теория формирования спектров плазменных волн в окрестности электронных гирогармоник при воздействии мощного радиоизлучения на ионосферу в настоящее время построена весьма фрагментарно, и тонкие детали поведения спектров ИРИ при прохождении частотой волны накачки fo гирогармоник трудно интерпретировать даже на качественном уровне. Для построения адекватной физической картины необходима дальнейшая детальная разработка теории взаимодействия волн и частиц при частотах порядка fn.

97

4. Восстановление СПН после длительного нагрева ионосферы мощным KB радиоизлучением.

Как уже упоминалось ранее, временное развитие искусственного радиоизлучения ионосферы проходит в трех стадиях: начальной, промежуточной и стадии связанной с верхним гибридным резонансом (ВГР) [106]. В течение первых нескольких миллисекунд после включения накачки (начальная стадия) в спектре ИРИ наблюдается только узкополосная компоненту излучения типа "ponderoraotive Narrow Continuum" (NCP). NCP растег одновременно развитием эффекта стрикционного самовоздействия - уменьшения до ~20 децибелл отраженной от ионосферы волны накачки (ССВ) см. раздел 2.

Позже, на промежуточной стадии, параллельно с уменьшением NCP появляется узкополосный максимум (NCm) [80,89]. Обе компоненты NCP и NCm возникают в результате возбуждения ленгмюровских волн при развитии стрикционной параметрической неустойчивости (СПН) соответственно вблизи и несколько ниже точки отражения ВН.

При более длительных временах воздействия происходит дальнейшее уменьшение интенсивности NCP и NCm и одновременно имеет место рост главного спектрального максимума (DM), положительного и широкого положительного максимумов (UM, BUM) в спектрах ИРИ, связанных с возбуждением верхнегибридных волн и сильно вытянутых вдоль геомагнитного поля неоднородностей (третья стадия). Одновременно происходит дальнейшее уменьшение интенсивности волны накачки (аномальное ослабление, АО) из-за рассеяния ВН на мелкомасштабных магнитоориентированных неоднородностях в ВГ волны. Таким образом, потери энергии ВН в области верхнего гибридного резонанса из-за АО приводят к экранированию областей генерации NCP и NCm и, следовательно, к уменьшению эффективности их генерации [80,89,74].

Для Уо ~ "/се, ВГ турбулентность ослаблена или полностью подавлена, это означает, что NCP и NCm доминируют в спекте ИРИ даже на непрерывной стадии [106].

В настоящей главе представлены результаты анализа конкуренции компонент ИРИ, связанных с ленгмюровскими и ВГ волнами, а также между эффектами ССВ и АО после переключения режима работы волны накачки с непрерывного нагрева на короткие импульсы.

4.1. Методика и условия эксперимента.

Для анализа были использованы данные эксперимента, проведенного 24.09.1998. на нагревном стенде "Сура". В процессе эксперимента, проводившегося при частотах ВН влизи 5-й гирогармоники /о ~ 5/се и эффективной мощности излучения РЭфф ® 80 МВт осуществлялось длительное (30 с) непрерывное воздействие на ионосферу, после чего передатчики переводились на 150 с в импульсный режим с длительностью импульса т=50 мс и периодом повторения 1 с, время излучения первого импульса после перевода в импульсный режим (время задержки), также как и частота ВН/о варьировались от сеанса к сеансу (режим работы передатчиков стенда показан на оси абсцисс рис. 4.3). Общая длительность цикла составляла, таким образом, 3 минуты. Средняя мощность ВН в течение импульсного режима работы недостаточна, для поддержания мелкомасштабных неоднородностей, сильно вытянутых вдоль геомагнитного поля, и они релаксировали за это время, причем характерное время релаксации более крупных неоднородностей превышает время релаксации более мелкомасштабных. Регистрация ИРИ и отраженного сигнала ВН проводилась с использованием программируемого спектрнализатора HP3587S.

-50

-60 m

TJ ш О) Л

-70

-80

-90

CW

1 st pulse 6th pulse 10th pulse

-40 -20 0 20 40 60

A f fkhbl

Рис. 4.1. Представлены спектры ИРИ наблюдаемые во время непрерывного нагрева, и для 36-48 ms первого, шестого и десятого импульсов. Стрелками показаны компаненты ИРИ NCp, DM, NCM, UM and BUM.

Следует отметить два момента.

Во-первых, поскольку средняя мощность ВН во время излучения импульсов малой длительности (мы называем это диагностическим режимом) не является достаточной для поддержания сильно вытянутых вдоль геомагнитного поля неоднородностей, поэтому они практически линейно затухают. С другой стороны, до тех пор, пока интенсивность неоднородностей достаточно высока, заметная часть энергии волны накачки (короткие диагностические импульсы) по-прежнему переходит в верхнегибридные волны в результате рассеяния волны накачки на сильно вытянутых вдоль геомагнитного поля мелкомасштабных неоднородностях. Используемой длительности импульса т=50 мс вполне достаточно для формирования спектра верхнегибридных волн при протекании различных нелинейных процессов, связанных со стрикционной нелинейностью, таких как индуцированное рассеяние на ионах или трехволновое взоимодействие [94]. Эти процессы должны ослабляться одновременно с релаксацией сильно вытянутых вдоль геомагнитного поля неоднородностей (поскольку уменынаетися эффективность рассеяния ВН в верхнегибридные волны), и, соответственно, аномального ослабления ВН. Отметим также, что время релаксации больше для более крупномасштабных неоднородностей, чем мелкомасштабных. Например, характерные времена релаксации для неоднородностей с поперечным масштабом порядка 10 м составляют приблизительно 10 с, а для неоднородностей с поперечным масштабом ~ 3 м время релаксации составляет порядка 1 с. [15].

Во-вторых, форма спектра ИРИ и его поведение во времени сильно зависят от соотношения между /о и п/сс [16,90]. В частности, значительное ослабление взаимодействия мощных радиоволн с ионосферной плазмой и резкое подавление компонент ИРИ вблизи гирогармоник связано с так называемым двойным резонаном [40,95] - совпадением /о, /ин(^о) и п/се(Ио) Здесь /гс высота двойного резонанса в ионосфере, где п)= /ин(йэ). Отстройка частоты плазменных волн от значения частоты двойного резонанса 5/=/ин -и/се может меняться не только за счет изменения частоты волны накачки, но также из-за естественных изменений высоты взаимодействия между волной накачки и ионосферной плазмой (высоты верхнего гибридного резонанса, и, следовательно, высоты двойного резонанса). Вертикальное движение высоты ко в силу, например, изменения плотности плазмы со скоростью ~ 3 м/с дает изменениие отстройки 5/ порядка 3 кГц на пять минут, но этот факт делает поведение ИРИ во времени различным в разных двухминутных сеансов [95]. Этот факт не позволил производить усреднение данных эксперимента для нескольких последовательных сеансов.

О 10 20 30 40 50 60 »р [те]

0 10 20 30 40 50 60 те]

Рис. 4.2. Спектрограммы 1-го, 6-го и 10-го диагностических импульсов. Спектральные компаненты ИРИ показаны на панелях. На панели (С) показаны паразитные импульсные помехи РР которые излучаются стендом "Сура". Интенсивность ИРИ выражена в сШт.

101

Рис. 4.3. Временное развитие спектральных компонент ИРИ ЭМ, >ГСМ, им, а также паразитные импульсные помехи (РР) после переключения из непрерывного режима на режим коротких импульсов.

В общей сложности было проведено 32 сеанса воздействия с различными частотами /в период 14:30-17:30 ЬТ. Поведение ИРИ, качественно похожее на описанное ниже, было получено для пяти трёхминутных сеансов, в 16:16-16:19 ЬТ (/о = 6745 кГц), 16:30-16:33, 16:33-16:36 и 16:36 - 16:39 ЬТ (/& = 6715 кГц) и в 17:19-17:22 ЬТ (/~0 = 6650 кГц). Для этих сеансов отстройка д/ — /о — 5/се составляет по приблизительным оценкам 10 - 15 кГц (Оценки проводились по пропаданию БМ и по форме и положению ВЫМ). Однако количественная разница между интенсивностью и временным ходом ИРИ и временным поведением ССВ сделала невозможным использование усреднения над различными сеансами. В частности, в ходе трех последовательных сеансов при одной и той же частоте ВН /о = 6715кГц имело место измение высоты взаимодействия и,следовательно, неконролируемое изменение отстройки 5/ из-за высотной зависимости магнитного поля. Поведение ИРИ во время сеансов с/0 = 6745 кГц (16:16 ЬТ) и с/0 = 6650 кГц (17:19 ЬТ) были очень похожи, но интенсивность ИРИ в первом сеансе было меньше на ~ 10 дБ. Возможно, это связано с большим поглощением в О - области ионосферы и/или дефокусировкой в Е - области [77] в ходе этого сеанса (предзаходные часы, когда снижается интенсивность солнечного излучения, и соответственно изменяется профиль электронной концентрации ионосферы). Вот почему мы представляем анализ только одного сессии, для 17:19 - 17:21 ЬТ для /о = 6650 кГц. В ходе этого сеанса время задержки первого короткого импульса после длительного нагрева составляо 120 мс. Используя цифровой спектроанализатор НР35878, мы записывали последние 3 секунды длинного нагревного импульса и 11 коротких импульсов.

4.2. Результаты эксперимента

Результаты анализа данных эксперимента, полученных с помощью НР35878 представлены на рис. 4.1. — 4.4.

На рис. 4.1. показаны спектры ИРИ, зарегистрированные во время непрерывного воздействия, а также в период с 36-й 48-ю мс для 1, 6 и 10-го диагностических импульсов; импульсов. Из рисунка видно, что при непрерывной накачке в спектре ИРИ можно выделить слабый ОМ на отстройке Д/Ьм — (9-10) кГц и узкополосный максимум (ЫСт) на отстройке Д/ыст--4 кГц, очень ярко выражены им на отстройке Д/им ~ 8 кГц и широкий положительный максимум (ЕШМ) на Д/вим ~ 12-60 кГц. Согласно результатам раздела 3.3, такой спектр соответствует частоте волны накачки, превышающей частоту двойного резонанса частоты 6/=/) - 5/Сй{к о) ~ 10-15 кГц, или /ом - 5/е(^о)~2-5 кГц. Здесь /ом =/о~ |Д/Ьм| частота пика компоненты БМ.

На рис. 4.2. показаны спектрограммы 1-го, 6-го и 10-го диагностических импульсов. Периодические резкие пики интенсивности в начале и конце импульсов появляются в результате прихода в приемный тракт переднего и заднего фронтов импульсов земной волны и многократно отраженных от ионосферы импульсов ВН. В 6-м и 10 импульсах, присутствуют паразитные импульсные помехи с периодом повторения около 6 мс. Паразитные импульсы излучаются стендом "Сура" на уровне примерно на 80 - 90 дБ ниже собственно волны накачки. Яркая горизонтальная линия в спектрограмме 6 импульса соответствуюет радиопомехе.

Рис. 4.4. Интенсивность отражённых от ионосферы 1-го, 6-го и 10 -го диагностических импульсов во времени. Показаны эффект ССВ и "пички" во временном развитии ВН.

A f [kHz]

Д f [kHz]

A f [kHz]

Рис. 4.5. Спектры ИРИ для 14-26 ms и 36-48 ms для 1-го, 6-го и 10 -го диагностических импульсов.

На Рис. 4.3. показана зависимость интенсивности различных компонент ИРИ DM, UM и NCM, а также интенсивности паразитных импульсов от времени (и, соо гветственно, от номера импульса) после переключения из непрерывного режима на режим коротких импульсов. Для усредннения бралась интенсивность между 36-48 мс каждого импульса. Спектры ИРИ во время 14-26 и 36-48 мс для 1, 6 и 10-ого диагностических импульсов показаны на рис. 4.5. На рис. 4.4. представлено временное развитие отражённого сигнала волны накачки в течение 1-го (кривая 1), 6-го (кривая 6) и 10-го (10) коротких импульсов. Из анализа полученных данных можно сделать следующие выводы:

I) Интенсивность связанной с верхним гибридным резонансом, DM компоненты в спектре ИРИ увеличивается в течение 1—2 с после переключения к режиму диагностических импульсов, но позже, спустя 5-7 с, интенсивность DM заметно уменьшается (так называемый "overshoot" эффект, рис. 4.3). В течение 1-3 с после переключения на импульсный режим (во время стадии роста DM в соответствии с рис. 4.3), интенсивность компоненты DM уменьшается во времени "внутри" каждого диагностическое импульса. Позже, после 7-го импульса, на этапе снижения интенсивности DM согласно рис. 4.3, интенсивность DM диагностического импульса возрастает в течение ("внутри") диагностических импульсов.

II) Интенсивность отраженных от ионосферы паразитных импульсов и интенсивность NCm увеличиваются со временем после переключения на импульсный режим, в то время как интенсивность UM уменьшается. NCm становится доминирующей компонентой в спектре ИРИ через 7—10 с после переключения в импульсный режим. Кроме того, в спектре ИРИ через 3-4 с после перехода в импульсный режим появляется узкополосная компонента (NC) на отстройках Л/Ñcm ~ — (2—40) кГц и растет со временем. Последнее хорошо видно на спектрах ИРИ, приведенных на рис. 4.1. В течение 9-го - 11-го диагностических импульсов NC демонстрирует overshoot в течение приблизительно первых 10 мс импульса (см. спектрограмму 10-го импульса на рис. 4.2) с максимальной интенсивностью на 5-й-б-й миллисекундах импульса. Подобное поведение характерно для временного поведения ИРИ в условии так называемого "холодного старта" (без предварительного нагрева) [89]. Такое поведение NC во время диагностических импульсов позволяет считать его связанным с СПН, и пометить его как NCp на рис. 4.1. ССВ и "пички" во временном развитии ВН отсутствуют в течение первых 1-2 с после переключения, но позже восстанавливаются и нарастают со временем (номером диагностического импульса) (рис. 4.4).

III) Временное развитие компонент ИРИ в положительных отстройках спектра UM и BUM, отличается от спектральных компонент отрицательной части спектра. В частности, интенсивность UM монотонно убывает от импульса к импульсу (Рис. 4.3). Интенсивность BUM в конце диагностических импульсов (36-48 мс) быстро уменьшается с номером импульса. Это связано, прежде всего с тем, что развитие компоненты BUM во время диагностического импульса имеет время задержки, которые практически отсутствовали во время первого импульса, но увеличивается с номерем импульса и достигает 30 мс в течение десятого импульса (рис. 4.2 и 4.5.)

4.3. Обсуждение результатов

Согласно [80] и [89], спектральные компоненты NCp и NCm, связанны с возбуждением ленгмюровской турбулентности вблизи и чуть ниже точки отражения волны накачки при возбуждении СПН [79]. Возбуждение неоднородностей плотности плазмы, сильно вытянутых вдоль геомагнитного поля связанных с ТПН подавляет эти компоненты ИРИ, поскольку ВН теряет энергию вследствие АО, и мощности падающей на ионосферу волны накачки недостаточно для возбуждения СПН вблизи точки отражения. Релаксация неоднородностей должна приводить к восстановлению СПН, и компоненты - NCp и NCm должно усиливаться. Это хорошо видно по рис. 4.1, 4.2 и 4.5. Возникновение и усиление со временем эффекта ССВ и «пичков» во временном поведении отраженной волны накачки после переключения из длительного режима на диагностический режим предоставляет дополнительные доказательства восстановления СПН. С другой стороны, паразитные импульсы могут рассматривается как пробные волны для оценки эффекта аномального ослабления. Увеличение интенсивности сигнала отраженных от ионосферы паразитных импульсов, что определенно указывает на уменьшение аномального ослабления за счет рассеивания на мелкомасштабных неоднородностях, происходит одновременно с восстановлением СПН и связанных с ней NCp, NCm, эффекта ССВ и пичков. Огметим также, что для частот ВН не близких к электронной гирогармонике, восстановление NCp занимает гораздо больше времени, примерно несколько десятков секунд [42]. Поскольку сильно вытянутые вдоль геомагнитного поля неоднородности слабее для ВН вблизи гирогармоники, 10-и секундного интервала записи приёмника HP3587S после переключения режима во время описываемого эксперимента было достаточно для демонстрации перехода от верхнегибридной турбулентности к возбуждению ленгмюровской турбулентности. Overshoot-эффект, первоначальный рост и дальнейшее снижение интенсивности компоненты DM со временем, после переключения с непрерывного режима к диагностическим импульсам, является типичной для компонент

ИРИ в отрицательных отстройках спектра, связанных с ВГР, таких как ОМ и ВС [79,80].

Компонента ВС на отстройках частоты Д/вс--(3—100) кГц ярко выраженна для спектров

ИРИ в широком частотном диапазоне между последовательными гирогармониками в области сильного излучения и облости слабого излучения [16,90]. Мелкомасштабные неоднородности, сильно вытянутые вдоль геомагнитного поля, играют существенную роль в образовании ОМ и ВС, обеспечивая как генерацию этих компонент (источник) за счет рассеяния электромагнитных волн (в верхнегибридные и обратно), так и их аномальное ослабление. При достаточно большой интенсивности неоднородностей, первоначальный рост интенсивности ИРИ после переключения (при релаксации мелкомасштабных неоднородностей) обеспечивается уменьшением аномального ослабления (оптическая толщина возмущенной ионосферы пропорциональна величине аномального ослабления и, как следствие, интенсивности неоднородностей, а дальнейшее снижение интенсивности компонент ИРИ связано с релаксацией источника. Быстрое (1 - 2 с после включения) достижение максимума ОМ указывает на то, что "мелкомасштабная часть" пространственного спектра неоднородностей, а именно неоднородности размера 1 - 3 м, вносят больший вклад в аномальное ослабление, в то время как "крупномасштабная часть" спектра (3-10 м) отвечает в основном за источник генерации ИРИ.

Непрерывный спад компоненты им после переключения режима и быстрое уменьшение, по сравнению с ОМ указывает, скорее всего, что (а) оптическая толщина среды для им значительно меньше, чем для БМ, и что (II) "мелкомасштабная часть" спектра неоднородностей ответственна как за источник генерации им, так и за аномальное ослабление. Интерпретация поведения БМ, им и ВГ1М внутри диагностических импульсов требует дальнейшей работы. Тем не менее, быстрая релаксация ВГГМ и гораздо большие времена образования в ВиМ по сравнению с ОМ и им может указывать на существенный вклад даже меньших, "наименьших" неоднородностей с поперечным масштабом к магнитному полю около ~ 0,5 - 2 м, в генерацию ВиМ.

Заключение

В заключении приводятся основные результаты диссертации.

1.На основе исследования характеристик эффекта стрикционного самовоздействия ВН и динамики ИРИ изучена зависимость пороговых полей возбуждения СПИ и декрементов затухания излучения от частоты ВН, высоты её отражения и времени суток. Использование одновременных измерений динамики сигналов ВН и ИРИ позволило экспериментально определить декремент затухания плазменных волн уе по времени релаксации ИРИ для различных условий проведения измерений и использовать его как дополнительный независимый параметр при сопоставлении результатов эксперимента с теоретическими представлениями. Для всего цикла измерений получена характерная зависимость порогового поля СПН Еп ~ (Уе/о)0,48, практически совпадающая с теоретической. Для дневных условий измеренные значения уе значительно превосходят декремент затухания из-за столкновений, что связывается с бесстолкновительным затуханием плазменных волн на фотоэлектронах. В вечерних условиях пороговые поля и декременты приближаются к расчётным, полученным в приближении столкновительного затухания плазменных волн.

2. По данным многолетних измерений в течение половины цикла солнечной активности во веем диапазоне рабочих частот стенда «Сура» 4.3 </о< 9.5 МГц. подтверждена цикличность (периодичность) зависимости вида спектров ИРИ от/о с шагом (периодом), равным электронной циклотронной частоте /се — подобие зависимости спектральной формы ИРИ (и всех компонент ИРИ) от частоты накачки /о между последовательными гирогармониками. Дана классификация основных частотных диапазонов между последовательными гирогармониками, где спектры ИРИ носят существенно различный характер. Выделены особенности в поведении различных спектральных компонент спектра ИРИ в различных областях диапазона рабочих частот.

3. Детально исследовано поведение стационарных спектров ИРИ при переходе /о через п/сс («=4,5). Установлено следующее. (а) Формирование интенсивных мелкомасштабных неоднородностей концентрации плазмы при длительном воздействии на ионосферу обеспечивает сам факт генерации искусственного радиоизлучения в области верхнего гибридного резонанса волны накачки и существенно влияет на интенсивность ИРИ, тогда как форма спектра «верхнегибридных» компонент ИРИ и факт практически полного их подавления при прохождении частоты волны накачки /о через гирогармоники п/се, определяются дисперсионными свойствами, и характером взаимодействия высокочастотных плазменных мод, а также близостью их частот к гирогармонике.

109

Зависимость вида спектра ИРИ от соотношения /о и п/се исчезает при воздействии короткими импульсами, когда мелкомасштабные неоднородности не успевают формироваться, (б) При прохождении /о через п/сс подавление различных спектральных компонент ИРИ происходит при одной и той же частоте самих этих компонент, совпадающей с частотой волны накачки Уотт, при которой суммарная интенсивность всех компонент ИРИ оказывается минимальной. Эта частота совпадает с частотой двойного резонанса, что позволяетопределять с высокой точностью магнитную индукцию, концентрацию плазмы и высоту области двойного резонанса, (в) Наиболее вероятным механизмом генерации «верхнегибридных» компонент ИРИ в области гирогармоник является двойная трансформация электромагнитных волн в плазменные и обратно на мелкомасштабных неоднородностях с промежуточной стадией формирования спектра плазменных волн за счёт процессов нелинейного взаимодействия плазменных волн. В то же время при /о ~Уотт, заметную роль в формировании спектра ИРИ может играть процесс прямого распада волны накачки на верхнегибридную и нижнегибридную волны, (г) Наиболее вероятным механизмом генерации компоненты «широкий верхний максимиум» в спектре ИРИ является трансформация (рассеяние) верхнегибридных волн с частотами, превышающими Уотпъ на мелкомасштабных неоднородностях. При достаточно больших значениях /о - п/к генерация происходит заметно ниже высоты двойного резонанса, (д) При достаточно большом наклоне диаграммы направленности нагревного стенда от вертикали (к югу в наших экспериментах) интенсивность ИРИ при/о < и/се заметно уменьшается по сравнению с частотами волны накачки /о > п/Сй, что определяется различными областями (высотами) существования плазменных волн в этих случаях и уменьшением высоты отражения волны накачки при увеличении наклона.

4.Установлено, что при переключении режима излучения ВН от непрерывного к коротким диагностическим импульсам с малой скважностью релаксация мелкомасштабных неоднородностей обеспечивает релаксацию аномального ослабления электромагнитных волн, (включая ИРИ), а также снижение эффективности генерации «верхнегибридных» компонент ИРИ. Это приводит к восстановлению эффектов, связанных с СПН вблизи и ниже точки отражения ВН, в частности ССВ и генерации «ленгмюроаских» компонент ИРИ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Котов, Павел Владимирович, 2011 год

1. Митяков Н. А., Грач С. М., Митяков С. Н. // Итоги науки и техники. Серия: Геомагнетизм и высокие слои атмосферы. М.: ВИНИТИ, 1989.

2. Utlaut W. F., Cohen R. // Science. 1971. V. 174. P. 245.

3. Wong A. Y., Taylor R. J. // Phys. Rev. Lett. 1971. V. 27, No. 10. P. 644.

4. Васьков В. В., Гуревич А. В. Тепловые нелинейные явления в плазме. Горький: ИПФ АН СССР, 1979. С. 81.

5. Котик Д. С., Трахтенгерц В. Ю. // Письма в ЖЭТФ. 1975. Т. 21. С. 114.

6. Perkins F. W. // Radio Sei. 1974. V. 9. P. 1 065.

7. Грач С. М., Трахтенгерц В. Ю. // Изв. вузов. Радиофизика. 1975. Т. 18. С. 1 288.

8. Фролов В. Л., Беликович В. В., Бахметьева Н. В. и др. // УФН. 2007. Т. 177. Р. 330.

9. Караштин А. Н., Комраков Г. П., Токарев Ю. В., Шлюгаев Ю. В. // Изв. вузов. Радиофизика. 1999. Т. 42. С. 765.

10. Fejer J. A. //Rev. Geophys. Space Phys. 1979. V. 17, No. 1. P. 135.

11. Ерухимов Л. M., Метелёв С. А., Митякова Э. 3. и др. // Тепловые нелинейные явления в плазме. Горький: ИПФ АН СССР, 1979. С. 7.

12. Грач С. М., Митяков Н. А., Рапопорт В. О., Трахтенгерц В. Ю. // Тепловые нелинейные явления в плазме. Горький: ИПФ АН СССР, 1979. С. 46.

13. Ерухимов Л. М., Метелёв С. А. и др. // Изв. вузов. Радиофизика. 1987. Т. 30. С. 208.

14. Stubbe P., Hagfors Т. // Surveys in Geophysics. 1997. V. 18. P. 57.

15. Frolov V. L., Erukhimov L. M., Metelev S. A., Sergeev E. N. // J. Atm. Solar-Terr. Phys. 1997. V. 59. P. 2 317.

16. Leyser Т. B. // Space Sei. Rev. 2001. V. 98, No. 3§4. P. 223.

17. Насыров A. M. Рассеяние радиоволн искусственными ионосферными неоднородностями. Изд-во Казанского университета, 1991. 150 с.

18. Авдеев Б., Белей В. С., Беленов А. Ф. и др.//Изв. вузов. Радиофизика.1994.Т.37. С.479.

19. Radio Science. 1974. V. 9, No. 11.20: , Изв. вузов. Радиофизика. 1975. Т. 18, 9

20. Изв. вузов. Радиофизика. 1977. Т. 20, 12.

21. J. Atmos. Terr. Phys. 1982. V. 44, No. 12.

22. J. Atmos. Terr. Phys. 1985. V. 47, No. 12.

23. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1997. V. 59, No. 18.

24. Изв. вузов. Радиофизика. 1999. Т. 42, 7§8.

25. Изв. вузов. Радиофизика. 2005. Т. 48, 5.

26. Fejer J. А., Корка Н. // J. Geophys. Res. 1981. V. 86, No. 7. P. 5 746.

27. Ерухимов Л. М., Метелёв С. А., Митяков Н. А., Фролов В. Л. // Изв. вузов. Радиофизика. 1982. Т. 25: С. 490.

28. Сергеев Е. Н., Фролов В. Л., Комраков Г. П. и др. // Изв. вузов. Радиофизика. 1998. Т. 41.С. 313.

29. Frolov V. L., Sergeev Е. N., Komrakov G. Р.,et al.//J.Geophys.Res.2004.V. 109.1d. A07304.

30. Сергеев E. H., Грач С. M., Котов П. В. // Изв. вузов. Радиофизика. 2004. Т. 47. С. 209.

31. Thide В., Sergeev Е. N., et al. // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 95. Id. 255002.

32. Fejer J. A., Sulzer M. P., Djuth F. T.//J. Geophys. Res. 1991. V. 96. P. 15 985.

33. Sulzer M. P., Fejer J. A. // J. Geophys. Res. 1994. V. 99. P. 15 035.

34. Djuth F. Т., Gonzales C. A., Ierkic H. M.//J.Geophys.Res.A. 1986. V. 91, No. 11. P. 12 089.

35. Djuth F. T. // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. Id. Al 1307.

36. Альбер Я. H., Кротова 3. Н., Митяков Н. А. и др. // ЖЭТФ. 1974. Т. 66, 2. С. 574.

37. Mjolhus Е., Helmersen Е., DuBois D. Е. // Processes in Geophysics. 2003. V. 10. P. 151.

38. Norin L., Grach S. M., Thide В., et al. // J. Geophys. Res. 2007 (in press).

39. Грач С. M., Тиде Б., Лейзер Т. // Изв. вузов. Радиофизика. 1994. Т. 37. С. 617.

40. Grach S. M., Shvarts M. M., Sergeev E. N., Frolov V. // J. Atm. Solar.-Terr. Phys. 1998. V. 60. P. 1 233.

41. Сергеев E.H., Грач C.M., и др.//Изв. вузов. Радиофизика. 1999.Т.42.С.619.

42. Ponomarenko P. V., Leyser Т. В., Thide В. // J. Geophys. Res. А. 1999. No. 5. P. 10 081.

43. Blagoveshchenskaya N. F., Borisova T. D., Kornienko V. A., et al. // Ann. Geophys. 2006. V.24. P. 2 333.

44. Thide В., Корка В., Stubbe H. // Phys. Rev. Lett. 1982. V. 49. P. 1 561.

45. Грач С. M. // Изв. вузов. Радиофизика. 1985. Т. 28. С. 684.

46. Carozzi Т. D., Thide В., et al. // J. Geophys. Res. A. 2002. V. 107. P. 1 253.

47. Dysthe К. В., Mjolhus E., Pecseli H., Stenflo L. Phys. Fluids, 1983, v.26, p. 146.

48. Mjolhus E. J. Plasma Phys., 1983 v. 30, pp. 195-198.

49. Pedersen T.R., H. C. .Carlson, Radio Sci., 2001, v. 36, pp. 1013-1026.

50. M. T. Rietveld, M. J. Kosch, N. F. Blagoveshchenskaya et al., .J. Geophys.Res., 2003, 108, no. A4, doi: 10.1029./2002JA009543.

51. С. M. Грач. //Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1999. Т.42. №7. С. 651-669.

52. S. М. Grach, V. М. Fridman et al., Annates Geophysicae , 2002, v. 20:no.l 1, pp. 16871691, SRef-ID: 1432-0576/ag/2002-20-1687

53. Васьков В. В., Гуревич А. В., Димант Я С. Многократное ускорение электронов в плазменном резонансе.—ЖЭТФ, 1983, 84, № 2, 536—548

54. Gurevich А. V., Dimant Y. S., Milikh G. М., Vas'kov V. V. Multiple acceleration of electrons in the region of high-power radio wave in the ionosphere. «J. Atm. Terr. Phys.», 1985, 47, № 11, 1057—1070

55. Ya.S.Dimant, A.V.Gurevich,and K. P. Zybin, J. Atm. Terr. Phys., 1992, v. 54, pp. 435-436.

56. Васьков В. В , Милих Г. М. Искусственное свечение и дополнительная ионизация верхней ионосферы в поле мощной радиоволны. «Геомагнетизм и ачрономия», 1983,23, №2, 196—201

57. Грач С. М., Митяков Н. А., Трахтенгерц В. Ю. Ускорение электронов при параметрическом нагреве ограниченного слоя плазмы. «Изв. вузов. Радиофизика», 1984, 27, №9, 1086—1101

58. Грач С.М , Митяков Н.А., Трахтенгерц В.Ю. Ускорение электронов и дополнительная ионизация при параметрическом нагреве плазмы. «Физика плазмы», 1986, 12, вып. 6, 693—701

59. Pedersen Т. R., М. McCarrick, et al., Geophys. Res. Lett., 2003, v. 30 (4), 1169, doi: 10.1029/2002GL016096

60. Gustavsson В., Т. Sergienko et al., J. Geophys. Res. ,2001, v. 106, pp. 21,105-29,123

61. Kosch M. J., M. T. Rietveld, et al., Geophys. Res. Let., 2002, v. 29, no.23, 2112, doi: 10.1029/2002GRL015744

62. Kosch M. J., M. T. Rietveld, et al., Geophys. Res. Let., 2004, v. 31, L12805, doi: 10.1029/2004GL019713

63. Bernhardt P. A., W. A Scales., et al., Geophys.Res. Lett., 1991, v.18, pp.1477-1480.

64. Bernhardt P. A, M. Wong, et al., J. Geophys. Res., 2000, v. A105, 10657.

65. P. И. Гумеров, В. Б. Капков, Г. П. Комраков, A.M. Насыров. //Изв. вузов. Радиофизика. 1999. Т. 42. С. 524-527

66. Grach S. М, Е. N. Sergeev, et al., Adv. Space Res., 2004, vol. 34, no.l 1, pp 2422-2427.

67. Kosch, M. J., Pedersen, Т., Hughes, J., Marshall, R., Gerken, E., Senior, A., Sentman, D., McCarrick, M., and Djuth, F. Т., Annales Geophysicae, V. 23, no. 5, 2005, pp. 1585-1592

68. Васьков В. В., Гуревич А. В. // Изв. вузов. Радиофизика. 1973. Т. 16, 2. С. 188.

69. Митяков Н. А., Рапопорт В. О., Трахтенгерц В.Ю. // Геомагнетизм и аэрономия. 1974. Т. 4, 1.С. 36.

70. Альбер Я. И., Кротова 3. Н., Митяков Н. А. и др. // ЖЭТФ. 1974. Т. 66, 2. С. 574.

71. Митяков II. А., Рапопорт В. О., Трахтенгерц В.Ю. // Изв. вузов. Радиофизика. 1975. Т. 18, 1.С. 27.

72. Perkins F. W., Oberman С. R., Valeo E. J. // J. Geophys. Res. 1974. V. 79, No. 10. P. 1 478.

73. Ерухимов JI. M., Метелв С. А., Митяков Н. А., Фролов В. JI. // Изв. вузов. Радиофизика. 1982. Т. 25. С. 490.

74. Ерухимов JI. М., Ковалёв В. Я., Куракин Е. П. и др. // Геомагнетизм и аэрономия. 1987. Т. 27, 5. С. 758.

75. Ерухимов JI. М., Ковалёв В. Я., Куракин Е. П. и др. Результаты экспериментальных исследований искусственной ионосферной турбулентности, полученные на нагревном стенде Гиссар: Препринт 290 НИРФИ. Горький, 1989.

76. Бойко Г.Н.,Ерухимов JI.M., Зюзин В.А.и др.//Изв. вузов.Радиофизика.1985.Т.28.С. 395

77. Бойко Г. Н., Ерухимов JI. М. // Геомагнетизм и аэрономия. 1990. Т. 30, 1. С. 68.

78. Сергеев Е. П., Фролов В. Л., Бойко Г. Н., Комраков Г. П. // Изв. вузов. Радиофизика. 1998.Т. 41, З.С. 313.

79. Сергеев Е.Н.,Грач С.М.ДомраковГ.П. и др.//Изв.вузов.Радиофизика.2002.Т.45,З.С.214

80. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.:Физматгиз, 1960.82. http://nssdc. gsfc.nasa. go v/space/model.

81. Shunk R. W., Nagy A. F. Ionospheres: Physics, Plasma Physics, and Chemistry. Atmospheric and Space Science Series. Cambridge University Press, 2000.

82. Фаткуллин M. H., Зеленова Т. И., Козлов В. К. и др. Эмпирические модели среднеширотной ионосферы. М.: Наука, 1981.

83. Кринберг И. А. Кинетика электронов в ионосфере и плазмосфере Земли. М.: Наука, 1978.

84. Frolov V. L., Ermakova Е. N., Komrakov G. P., et al. // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28, No. 16. P. 3 103.

85. Stubbe P., Корка H., Thide В., Derblom H. // J. Geophys. Res. 1984. V. 89. P. 7 523.

86. Leyser Т. В., Thide В., Waldenvik M., et al. // J. Geophys. Res. 1993. V. 98. P. 17 597.

87. Thide В., Sergeev E. N., Grach S. M., Leyser Т. В., Carozzi T. D. // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 95,No. 25. Art. no. 255 002.

88. Sergeev E.N., Frolov V.L., Grach S.M., Kotov, P.V.//Adv. Space Res.2006. V. 38. P. 2 518.

89. Гуревич А. В. // УФН. 2007. T. 177. С. 1 145.

90. Грач С. M., Караштин А. Н., Митяков Н. А., Рапопорт В. О., Трахтенгерц В. Ю. // Изв. вузов. Радиофизика. 1977. Т. 20. С. 1 827.

91. Васьков В. В., Гуревич А. В. // ЖЭТФ. 1977. Т. 73. С. 929.

92. Грач С. М. // Изв. вузов. Радиофизика. 1985. Т. 28, 6. С. 684.

93. Leyser Т. В., Thide В., Waldenvik М., et al. // J. Geophys. Res. A. 1994. V. 99. P. 19 555.

94. Stubbe P., Stocker A. J., Honary F., et al. // J. Geophys. Res. A. 1994. V. 99. P. 6 233.

95. Фролов В. Л., Грач С. М., Ерухимов Л. М. и др. // Изв. вузов. Радиофизика. 1996. Т. 39.С. 352.

96. Frolov V., Erukimov L. M., Kagan L., et al. // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 81. P. 1 630.

97. Leyser Т. В., Thide В., Derblom, H., et al. // J. Geophys. Res. 1990. V. 95. P. 17 233.

98. Фролов В. Л., Недзвецкий Д. И., Сергеев Е. Н. и др. // Изв. вузов. Радиофизика 2005. Т. 48.С. 1 013.

99. Frolov V.L.,Uryadov V.P.,Vertogradov G.G.,Vertogradov V.G.,Groves К.М./ Proc. Twelfth Annual RF Ionospheric Interactions Workshop, Santa Fe, New Mexico, April 25-28, 2006.

100. Грач С. M., Сергеев Е. Н., Яшнов В. А., Котов П. В. // Изв. вузов. Радиофизика.2008

101. Фролов В. Л., Бойко Г. Н., Метелёв С. А., Сергеев Е. Н. // Изв. вузов. Радиофизика. 1994. Т. 37. С. 909.

102. Котов П.В.,Сергеев Е.Н., Грач С.М.//Изв. вузов. Радиофизика. 2008. Т. 51, №7, С. 461.

103. Сергеев Е.Н., Грач С.М.,Фролов В.Л.//Изв. вузов. Радиофизика.2008.Т. 17, . 6. С. 619.

104. P.V. Kotov, L. Norm, E.N. Sergeev, S.M. Gr; Adv.Space Res.2007.V.40.P.377