Научная статья на тему 'Нелинейные волновые процессы в ионосфере'

Нелинейные волновые процессы в ионосфере Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
181
27
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Научный журнал
Область наук
Ключевые слова
ДИНАМИКА ИОНОСФЕРЫ / НЕЛИНЕЙНЫЕ ДВИЖЕНИЯ / КОЛЕБАНИЯ / ВОЛНЫ / ЛИНЕЙНЫЕ

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Гагарина Анна Дмитриевна, Старушенкова Наталья Алексеевна, Данилов Даниил Николаевич, Крапп Тимур Ринатович

В данной статье рассмотрены: основные виды нелинейных волновых процессов в ионосфере, нелинейные электромагнитные волновые процессы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Нелинейные волновые процессы в ионосфере»

Верхние отметки металлических колышек при помощи нивелира закрепляются на уровне низа фундаментов (верхние отметки подбетонок). После монтажа перекрытий каждого этажа при помощи лазерного тахеометра оси 6 и Г передаются на нижние площадки каждого этажа и разбивка при помощи «Пифагоровых троек чисел» повторяется согласно данным таблицы № 2. При трассировании осей трубопроводов, автомобильных и железных дорог пикетажно можно применять тройку чисел 9, 40 и 41. При этом катет в девять метров откладывается перпендикулярно оси трассы, а катет, равный 40 метрам, откладывается вдоль оси, следует отметить то, что пикет равен по длине 100 метрам (40 + 40 + 20). В точках поворота трассы в отсутствии геодезических инструментов можно строить прямоугольные треугольники при помощи синуса и косинуса угла поворота, вычисленных при помощи микрокалькуляторов. Применение «Пифагоровых троек чисел» намного убыстряет процесс разбивки, так как на каждую установку геодезических приборов затрачивается почти около 30 минут рабочего времени.

Список литературы

1. РадионовМ. Геодезия Москва, 1972 г. С. 456.

НЕЛИНЕЙНЫЕ ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ИОНОСФЕРЕ Гагарина А.Д.1, Старушенкова Н.А.2, Данилов Д.Н.3, Крапп Т.Р.4

'Гагарина Анна Дмитриевна — студент;

2Старушенкова Наталья Алексеевна — студент;

3Данилов Даниил Николаевич — студент;

4Крапп Тимур Ринатович — студент, направление подготовки: 15.03.05, Зеленодольский институт машиностроения и информационных технологий (филиал) Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева,

г. Зеленодольск

Аннотация: в данной статье рассмотрены: основные виды нелинейных волновых процессов в ионосфере, нелинейные электромагнитные волновые процессы.

Ключевые слова: динамика ионосферы, нелинейные движения, колебания, волны, линейные.

Основные виды нелинейных волновых процессов в ионосфере. Динамика ионосферы в целом определяется совокупностью всех движений в их нелинейном взаимодействии. Изменчивость параметров ионосферы и волновода Земля - ионосфера, существенно зависят от волновых возмущений на ионосферных высотах. В частности, на метеорных высотах (80-110 км) выделяют как линейные, так и нелинейные движения. Поле скоростей ветра принято раскладывать в ряд на простые гармонические колебания, составляющими которого являются гравитационные волны разных периодов. К линейным и квазилинейным волнам относят преобладающий ветер, приливы, линейные ВГВ. В данном случае под гравитационными волнами понимают распространяющиеся во времени колебания внутри атмосферы, обусловленные гравитационными полями Земли и Луны. Причиной начального возмущения также является резкое изменение основных характеристик атмосферы (плотность, температура, давление, состав и движение), вызванное увеличением солнечной активности, неоднородностью подстилающей поверхности или движением солнечного терминатора. При возникновении ВГВ атмосфера, находящаяся в поле тяжести, выводится из равновесного состояния, и возникают колебания плотности, давления, температуры и скорости воздуха. ВГВ имеют широкий спектр периодов (от 10 минут до 24 часов) и длин волн (от 100м до 1000 км). Менее изучены нелинейные движения, такие как нелинейные ВГВ, турбулентность и гравитационные шумоподобные колебания, представляющие собой детерминированный (динамический) хаос гравитационной природы. В большинстве случаев нельзя ограничиваться рассмотрением только линейных гравитационных волн. Нелинейность обусловлена зависимостью поведения волнового пакета от его амплитуды, она усиливает диссипацию волновых пакетов, генерируя гармоники с большими волновыми числами [1]. Нелинейные электромагнитные волновые процессы. Плазма в ионосфере создается ультрафиолетовым излучением Солнца. Благодаря малой концентрации электронов в ионосфере возникает возможность вызывать достаточно сильное локальное возмущение их распространения, используя слабоинтенсивное воздействие. Такие исследования впервые были

начаты в СССР в 1961 г., и в США - в 1970 г. Сейчас в мире имеется пять действующих установок: одна в России («Сура» в Васильсурске), две в Европе («Тромсо» в Северной Норвегии и SPEAR на Шпицбергене) и две в США (HAARP и HIPAS на Аляске). Нелинейные эффекты при распространении радиоволн в ионосферной плазме проявляются уже при сравнительно небольшой мощности передатчиков. Первым нелинейным явлением, открытым в 1930г., была кроссмодуляция. Кроссмодуляция - нелинейное явление, так как в линейной среде волны распространяются свободно, не оказывая никакого влияния друг на друга.

Впервые воздействие мощных радиоволн на ионосферу было осуществлено в СССР. Работа была совершенно закрытая. На построенной небольшой станции воздействия в Зимёнках (под Горьким) под руководством Г.Г. Гетманцева горьковские физики наблюдали распространение амплитудной огибающей высокочастотного сигнала, возникающей при воздействии на ионосферу мощной радиоволны (1974 г.). Это эффект нелинейного детектирования в ионосфере радиосигнала, модулированного по амплитуде низкой частоты. Гетманцев обратил внимание на то, что в полярной зоне ионосферные токи гораздо сильнее, особенно в периоды магнитных бурь. Поэтому в 1976 г. возле Мурманска была построена специальная станция (руководителями были И.Н. Капустин и Г.Г. Гетманцев), и, действительно, сразу же было установлено значительное усиление эффекта детектирования в ионосфере. Заключение

Ионосфера - естественная лаборатория для исследования физических явлений в плазме. В лабораторных установках свойства плазмы во многом определяются процессами ее создания и взаимодействия со стенками камеры. В особенности это относится к сильно разреженной плазме. Ее подвижность и активность взаимодействие с электрическими и магнитными полями ведут к неустойчивости и турболизации. Это все определяет исключительную сложность экспериментального исследования плазмы и теоретического истолкования результатов наблюдения. Особый интерес представляет возможность использования нелинейного воздействия на ионосферу для исследования магнитосферы и ионосферно-магнитосферных связей. Дальнейшее рассмотрение данной темы также позволит значительно улучшить наше понимание механизмов динамики нелинейных внутренних гравитационных колебаний и волн.

Список литературы

1. Тюнина С.Г. Исследование различных типов внутренних гравитационных колебаний и волн в ионосфере методами нелинейной динамики; Автореф. на соиск. уч. степ. канд. ф.-м. наук г. Троицк: Тровант, 2008. 15 с.

2. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны Л.А. Вайнштейн. М.: Радио и связь, 1988. 581 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.