Ультранизкочастотные электромагнитные возмущения, генерируемые в нижней области ионосферы

ОГЛАВЛЕНИЕ
01 .ДАВЛЕНИЕ ..................................... 2
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ. ВВЕДЕНИЕ___
ГЛАВА 1 РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ И МЕТОДЫ ИХ ОПИСАНИЯ --------------------------------------------------16
1.1 Наблюдение низкочастотных электромагнитных возмущений в экспериментах по инжехции
ЛБГКОНОНГОУЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ................................ ..................-..16
1.2 Результаты наблюдения на поверхности земли пространственно-временного распределения геомагнитных пульсаций.. .................................................. 22
1.3 Наблюдения низкочастотных электромагнитных возмущений, сопровождающих солнечные
ВСПЫШКИ И ВЫСОТНЫЕ ЯДЕРНЫБ ВЗРЫВЫ .............................................227
1.4 Результаты наблюдений электромагнитных возмущений УНЧ-дианаэона. связанных с ИНТЕНСИВНЫМИ ПРОЦЕССАМИ В НИЖНЕЙ АТМОСФЕРЕ....................................34
1.5 Основные уравнения для низкочастотных электромагнитных полей в слабо ионизованной плазме.................................................................. 36
ГЛАВА 2 ГЕНЕРАЦИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ И ИХ РАСПРОСТРАНЕНИЕ В НИЖНЕЙ ОБЛАСТИ ИОНОСФЕРЫ ................................... 39
2.1 Распространение низкочастотных электромагнитных импульсов в сдабоионкэованной плазме........................................................................39
2.2 Низкочастотное излучение осесимметричного тока в нижней области ионосферы .46
ГЛАВА 3 РАСПРОСТРАНЕНИЕ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ТОНКОМ ПРОВОДЯЩЕМ СЛОЕ ___________________________________________________ 66
3.1 Ионосферный механизм распространения геомагнитных пульсаций вдоль поверхности Земли......................................................................... 66
3.2 О ВОЗМОЖНОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ эффектов растекания ТОКОВ в ПОЛЯРНОЙ ИОНОСФЕРЕ......77
ГЛАВА 4 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ, ГЕНЕРИРУЕМЫЕ ПРИ ПОГЛОЩЕНИИ ПОТОКОВ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ В НИЖНЕЙ ОБЛАСТИ ИОНОСФЕРЫ ----------------------------91
4.1 Генерация короткопериодных колебаний геомагнитного поля в результате КРУПНОМАСШТАБНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ ПРОВОДИМОСТИ ИОНОСФЕРЫ................................91
4.2 ГЕНЕРАЦИЯ ГЕОМАГНИТНЫХ ПУЛЬСАЦИЙ В СИСТЕМЕ ЗЕМЛЯ-ИОНОСФЕРА ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НЕЕ СОЛНЕЧНЫХ ВСПЫШЕК............................................ 100
ГЛАВА 5 ГЕНЕРАЦИЯ УЛЬТРАННЗКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПРИ ПОЯВЛЕНИИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ КВАЗИИЕРИОДИЧЕСКИХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В НИЖНЕЙ ИОНОСФЕРЕ.--------------------------------------------------------------------112
5.1 Формирование >414 колебаний на поверхности Земли, генерируемых неоднородностями ионосферной проводимости,........................................................112
5.2 О зависимости электрического поля и тока в слое Земля - ионосфера от проводимости и
СТОРОННЕГО ТОКА В НИЖНЕЙ АТМОСФЕРЕ... ............................................. 119
5.3 Влияние вертикального переноса заряженных аэрозолей в атмосфере на величину электрического тока и поля в слое Земля-ионосфера.............................. 130
5.4 Влияние роста уровня атмосферной радиоактивности на величину электрического тока и ПОЛЯ В АТМОСФЕРЕ.............................................................. 137
ЗАКЛЮЧЕНИЕ_________________________________________________________________________ 150
ЛИТЕРАТУРА •иимм11н|м*мтмиим1т1аммиммиммммиммм«им1м»нмимминиммииммм«н»имммм( 153
- iï-
1. На высотах ниже 120 км импульсные кольцевые и радиальные токи излучают в узкий конус вокруг направления геомагнитного поля электромагнитные волны в спектральном диапазоне единицы-десятки Гц, распространяющиеся с дисперсией и слабым поглощением.
2 В нижней области ионосферы средних и низких широт в спектральном диапазоне геомагнитных пульсаций Pi-2 квазигармонический электромагнитный импульс распространяется в горизонтальном направлении со слабым затуханием и изменением формы со скоростью, составляющей десятки км/с
3. Падение импульса ионизирующего излучения на нижнюю область ионосферы приводит к генерации затухающих электромагнитных колебаний в спектральном диапазоне еднкицы-десятки секунд. С увеличением эффективной температуры излучения уменьшается период и декремент затухания колебаний.
4. Усиление электрического поля в нижней ионосфере в средних и низких широтах приводит к генерации узкополосного спектра электромагнитных колебаний на поверхности Земли в диапазоне частот 0.1 -10 Гц.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю В. М. Сорокину за научное руководство и многолетнюю совместную работу, благодарность всем соавторам опубликованных по теме диссертации работ - В. В. Васильеву, Ю. В Гугопу, А. А. Кугикову, Н. В. Исаеву, И. Ю Сергееву, В. М. Синельникову, В М. Чмыреву. Существенную помощь в работе по теме диссертации оказали плодотворные дискуссии с Г. М. Гандельманом, Г. В Голубковым, Б. Е. Книбером, Л. Л Колснским, Ю. А. Романовским, Д Р. Шкляром, сотрудниками отдела космической геофизики ИЗМИРАН, а также многими другими сотрудникам ИЗМИР АН, ВНИИОФИ, ИПГ, ИХФ РАН.
-/<г-
ГЛАВА 1 РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЯ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ И МЕТОДЫ ИХ ОПИСАНИЯ.
1.1 НАБЛЮДЕНИЕ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ ПО ИНЖЕКЦИИ ЛЕГКОИОНИЗУЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
В настоящее время проводятся эксперименты по изучению электромагнитных эффектов в космической плазме, возникающих в результате активного на нее воздействия. Все такие эксперименты можно разделить на две основные группы: ионосферные, проводившиеся на высотах 150-500 км [8,10,11,13-17,20,211 и магнитосферные, где воздействие осуществлялось на расстояниях порядка нескольких радиусов Земли [11,18,21]. В серии экспериментов со взрывами небольших отделяемых бариевых контейнеров, [14] проводившейся на высотах 160-200 км, значительные возмущения электрического поля и генерация волн наблюдались лишь вблизи той же силовой линии геомагнитного поля, где производился взрыв Сразу же после взрыва приборы фиксировали резкое увеличение электрического поля на 5-7 мВ/м. Спустя несколько десятых секунды были зарегистрированы периодические возмущения электрического поля на различных частотах, продолжавшиеся несколько секунд Авторы [15] выделяют три диапазона частот низкочастотный (десятки Герц), промежуточной частоты (сотни Герц) и высокочастотный (2-12,5 кГц). Колебания электрического поля на промежуточных частотах сопровождались колебаниями плотности плазмы, н, следовательно, являются электростатическими. Поскольку- плазменный зонд оказался нечувствительным к низкочастотным и высокочастотным колебаниям, то с его помощью не удалось определить, являются эти колебания электростатическими или электромагнитными