атмосферик

АТМОСФЕРИК - низкочастотный эл--магн. сигнал естеств. происхождения, распространяющийся в волноводе, образованном поверхностью Земли и ниж. границей ионосферы. Групповая скорость А. (сферика) близка к скорости света в вакууме. Источниками А. являются атм. электрич. разряды (в частности, молнии), излучающие эл--магн. волны в широком диапазоне частот. Благодаря незначит. затуханию в волноводе Земля - ионосфера эти волны могут распространяться на большие расстояния.

Создаваемый А. сигнал обычно состоит из двух частей. Типичная зависимость напряжённости электрич. поля E от времени при приёме на расстояниях более 300-500 км от источника показана схематически на

рис. 1. ВЧ-часть сигнала состоит из квазипериодич. затухающих колебаний с увеличивающимся во времени периодом (в пределах 500-1000 мкс). В её состав входят волны с частотами1-30 кГц. Макс. энергия волн приходится на интервал частот 5-10 кГц. Во MH. случаях за ВЧ-частью регистрируется "хвост" А. длительностью 10-15 MC и более, характеризующийся медленным нарастанием амплитуды сигнала. "Хвост" формируется волнами с частотами1-2 кГц. Эти особенности волновых форм А. находят своё объяснение в теории распространения радиоволн в волноводе Земля - ионосфера. Форма А. определяется как спектральными характеристиками источника, так и дисперсионными свойствами волновода. Исследование спектров А. служит одним из способов диагностики ниж. ионосферы.

Часть энергии эл--магн. поля, генерируемого при молниевых разрядах, может просачиваться в ионосферу и далее в магнитосферу, распространяясь в форме волн обыкновенного типа по подковообразным траекториям, связанным с геомагн. полем. Сигналы такого происхождения, прошедшие значит. пути в приземной плазме (в неск. радиусов Земли), наз. свистящими А. (свистами). Различают два типа распространения свистов: канализированное и неканализированное. В 1-м случае распространение из области генерации в магнитно-сопряжённую область происходит вдоль ориентированных по магн. полю Земли неоднородностей электронной концентрации (в геомагн. каналах). Во 2-м случае траектории могут отклоняться от силовых линий поля. Однако и при неканализир. распространении геомагн. поле оказывает на свистовые волны существенное направляющее воздействие.

Благодаря дисперсии в магнитно-сопряжённой точке наблюдаются НЧ-сигналы с понижающейся во времени частотой .

Типичные спектрограммы свистов (зависимости от времени прихода t) показаны на рис. 2. Изменение частоты свистящих А. во времени в диапазоне частот 1-6 кГц хорошо описывается ф-лой , где D - коэф., наз. дисперсией. Величины D изменяются от 10 до 100 . Систематич. регистрация свистящих А. показывает, что, как правило, наблюдаются свисты двух типов, отличающиеся значениями D: длинные и короткие. Длинные свисты являются результатом прохождения сигнала от источника до магнитно-сопряжённой точки и обратно (рис. 2, а). Они регистрируются в том же полушарии, где находится источник. Короткие свисты возбуждаются в области, к-рая является магнитно-сопряжённой к зоне приёма. Дисперсия D длинных свистов вдвое больше дисперсии коротких свистов.

Иногда возможен приём свистов, к-рые испытали многократные отражения от магнитно-сопряжённых областей ионосферы. Тогда, помимо длинного (короткого) свиста, на спектрограммах имеются ветви, отвечающие эхо-сигналам. Для длинных свистов отношения дисперсий сигнала и последующих эхо образуют последовательность 1 : 2 : 3..., а для коротких (рис. 2, б) - последовательность 1:3:5:7:.... На частотах ~7-10 кГц зависимость становится несправедливой. Часто регистрируются свистящие А., имеющие миним. время прихода на определ. частоте. Такие частоты наз. носовыми. Осн. свойства свистящих А. хорошо объясняются на основе теории распространения эл--магн. НЧ-волн в магнитоактивной плазме. Приём свистов используется для изучения магнитосферной плазмы. В. А. Яшнов.

Лит.: Гершман Б. H., Угаров В. А., Распространение и генерация низкочастотных электромагнитных волн в верхней атмосфере, "УФН", 1960, т. 72, с. 235; Альперт Я. Л., Гусева Э. Г., Флигель Д. С., Распространение низкочастотных электромагнитных волн в волноводе Земля - ионосфера, M., 1967.

   <<      Предметный указатель      >>