авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Излучение верхней атмосферы земли в средних широтах азиатского континента и его региональные особенности

-- [ Страница 2 ] --

4. В последней трети ХХ столетия были получены сведения о проявлении в свечении верхней атмосферы таких явлений как внезапные зимние стратосферные потепления, струйные течения, землетрясения, орографические эффекты и другие, которые носят выраженный региональный характер. В последние 10-15 лет появились экспериментальные указания на существование в средних широтах долготных зависимостей свечения верхней атмосферы, относящегося к области мезосферы и мезопаузы, которые указывают на возможное влияние нижней атмосферы и/или подстилающей поверхности. Указанные обстоятельства позволяют рассматривать собственное свечение верхней атмосферы Земли как явление, обладающее региональными особенностями. В этом случае, над отдельными крупными регионами с различными геофизическими условиями и степенью континентальности могут иметь место отличия в характеристиках собственного свечения атмосферы и его вариациях.

Во второй главе приведено описание используемых в ИСЗФ СО РАН методов и аппаратуры для регистрации собственного излучения атмосферы Земли и применение результатов лабораторных экспериментов в геофизических исследованиях.

В оптических исследованиях атмосферы могут быть выделены этапы, связанные с применяемыми типами приемников излучения (визуальные, фотографическая пластинка, фотоэлектронные умножители, электронно-оптические преобразователи, полупроводниковые приборы с накоплением заряда – ПЗС или CCD системы), спектральной аппаратурой (от простых призменных систем до современных Фурье-спектрометров и светосильных интерферометров), с соответствующими методами регистрации и обработки сигналов. Каждый этап позволял и позволяет получать принципиально новые сведения об исследуемых атмосферных явлениях и процессах. Составной и важной частью атмосферных исследований являются лабораторное моделирование и лабораторный эксперимент.

Регистрация собственного свечения атмосферы Земли относится к сложным техническим задачам. Основной причиной этого является очень малая интенсивность свечения, составляющая для атмосферы Земли порядка 10–8 от яркости дневного неба. Используемая для регистрации собственного свечения атмосферы аппаратура включает спектрометры для анализа и исследования спектрального состава оптического излучения атмосферы, комплекс фотометров с интерференционными фильтрами, телевизионные мониторы и CCD – камеры для регистрации изображений излучающих атмосферных явлений.

Кратко результаты, изложенные во второй главе, можно сформулировать следующим образом:

Для проведения лабораторных и натурных исследований нестационарных излучающих процессов и атмосферных явлений при непосредственном участии автора была разработана и изготовлена серия оптической и спектральной аппаратуры – фоторегистраторов, TV-мониторов, спектрометров, спектрографов, интерферометров, фотометров с использованием высокочувствительных приемников различного типа – фотоэлектронных умножителей, электронно-оптических преобразователей, приборов с зарядовой связью.

Реализованные способы регистрации сверхслабых световых потоков позволили исследовать оптические эффекты, процессы и атмосферные явления в широком диапазоне временных масштабов от 10-6 до 104 сек. Появление в арсенале экспериментальных исследований и внедрение в практику геофизического эксперимента принципиально новых приемников света позволили исследовать процессы и явления ранее не доступные для регистрации.

При изучении в лабораторном эксперименте пробоя газа в -пинче, возбуждаемого вакуумно-поверхностным разрядом, при давлении Р ~ (2-5)*10-4 Торр., близких к атмосферному давлению на высотах 95-100 км, было обнаружено импульсное послесвечение газа, возникающее через 0-100 сек после окончания вакуумно-поверхностного разряда, стимулированное наложением квазистационарного магнитного поля 400 –2000 Э или импульсным повышением давления газа. Предположительно импульсное послесвечение газа связанно с развитием электризационного разряда.

В лабораторном эксперименте с плазменным ускорителем типа УЗДП были получены скорости и плотности плазменных потоков 10 6 см/сек и 1012 см-3 соответственно, близкие к параметрам в набегающих атмосферных потоках на поверхности космических аппаратов на орбитальных высотах. Распределение населенностей атомных и ионных уровней в плазменных потоках носит неравновесный характер. Для атомных уровней неравновесность представлена ионизационным типом.

При исследовании лабораторных токовых слоев получены оптические отображения пространственно-временных характеристик модуляции токовых слоев в -пинче с антипараллельными магнитными полями. Исследовано взаимодействие 2-х токовых коаксиальных слоев в предложенной плазменной ловушке магнитного потока.

Разработаны оригинальные источники плазмы, в которых плазма может быть получена путем предварительной электризацией поверхности диэлектрика и последующего повышения давления газа или использования электродов специальной формы.

Третья глава посвящена исследованию собственного излучения верхней атмосферы Земли при геомагнитных возмущениях и геомагнитных бурях, межгодовым вариациям атмосферных эмиссии 557.7 и 630 нм в 23-м солнечном цикле.

Геомагнитные возмущения относятся к важнейшим геофизическим явлениям солнечного происхождения, вызывающим возмущения в атмосфере Земли. Особый интерес представляют сильные (Dst -350 нТл) геомагнитные бури, во время которых в средних широтах регистрируются среднеширотные сияния, статистика оптических проявлений которых исчисляется единицами. Среднеширотные сияния можно считать отдельным видом среднеширотного свечения, т.к. механизмы и процессы возбуждения отличаются от механизмов и процессов возбуждения в свечении ночной атмосферы в невозмущенных условиях.

Наиболее чувствительной к геомагнитным возмущениям является эмиссия 630 нм, в силу зависимости ее от ионизованной компоненты верхней атмосферы. В спокойных условиях основным процессом является диссоциативная рекомбинация. Во время геомагнитных бурь появляется необходимость рассматривать и другие механизмы, например, перезарядку энергичных атомов и ионов, высыпающихся из кольцевого тока, высыпание электронов авроральных энергий, нагрев сверхтепловыми электронами. Морфологические особенности и механизмы формирования наблюдаемых среднеширотных форм сияний по-прежнему остаются предметом исследований в работах последних лет. Некоторые аспекты среднеширотных сияний (СС) не получили к настоящему времени общепринятых объяснений.

При изучении впервые проведенных в области средних широт ~ 50є N Азиатского региона инструментальных наблюдений собственного свечения верхней атмосферы в периоды геомагнитных бурь определены характеристики возмущенных атмосферных эмиссий и установлены следующие закономерности:

Минимальные значения Kp и Dst индексов во время геомагнитных бурь, начиная с которых можно ожидать на широте г. Иркутска (52є N) возмущения в атмосферных эмиссиях (в зените) составляют значения Kp 5 и Dst - (50-70) нТ. Выявлено 4 типа вариаций интенсивности атмосферных эмиссий, соответствующих различным уровням и фазам магнитных бурь: волнообразные колебания интенсивности атмосферной эмиссии 630 нм; значительное возрастание интенсивности атмосферной эмиссии 630 нм (среднеширотные сияния типа “d”, главная фаза магнитной бури); возмущение атмосферных эмиссий 557.7 нм, 630 нм и 391.4 нм аврорального типа; SAR – дуги (фазы восстановления магнитных бурь). Максимальные зенитные интенсивности эмиссии 630 нм, зарегистрированные в периоды больших геомагнитных бурь, имели значения ~ 19 кРл. Во время гигантской магнитной бури 20 ноября 2003 г. отмечались вариации авроральных эмиссий 557.7 и 391.4 нм, коррелирующие с суббуревой активностью. Интенсивность эмиссии 557.7 нм достигала значений ~ 11 кРл. СС отмечались на более низких широтах, чем обычно указывают для полярных сияний.

Среднеширотные сияния, соответствующие главной фазе магнитной бури, в рассматриваемой долготной зоне преимущественно наблюдаются во вторую половину ночи, что интерпретируется существованием UT зависимостей параметров источников среднеширотных сияний. Следствием является существование долготной зависимости вероятности регистрации среднеширотных сияний.

Впервые в области средних широт ~ 50є N в Азиатском регионе в период очень сильных магнитных бурь (Dst - 300 нТл) зарегистрированы SAR-дуги, характеристики которых в описываемых условиях отражают динамику и состояние ионосферно-магнитосферных структур (в частности, плазмопаузы) при экстремальных уровнях геомагнитных возмущений.

Зарегистрированные характеристики среднеширотного сияния 20 ноября 2003 г. во время гигантской магнитной бури, статистика магнитных бурь по Dst индексу и его корреляция с интенсивностью эмиссии 630 нм во время геомагнитных возмущений позволили утверждать, что среднеширотное сияние 20 ноября 2003 г. может быть отнесено к экстремально наблюдаемым как в месте локализации ГО ИСЗФ СО РАН, так и в других среднеширотных зонах. Вероятно, среднеширотное сияние 20 ноября 2003 г. может дополнить список наиболее знаменитых сияний (Great aurora).

В таблице 1 приведены основные данные о больших геомагнитных бурях и зарегистрированных максимальных интенсивностях эмиссий 630 и 557.7 нм во время СС в ГО ИСЗФ СО РАН в период с 1989 по 2008 гг. Тип бури дается по классификации NOAA ( http://www.sec.noaa.gov/NOAAscales/index.html ).

Таблица 1. Характеристики геомагнитных бурь и значения интенсивностей

эмиссий 630 и 557.7 нм

Дата Тип бури Kp max Ap Dst min (нTл) I max630 нм (кРл) I max557.
7
нм (кРл)
Фаза бури
1 24/03/1991 G4 9- 161 -281 ~2.6 Гл
2 25/03/1991 9- 130 -298 ~0.6 Вс
3 03/02/1992 G4 8- 92 -170 ~0.3 Вс
4 06/04/2000 G4 8+ 82 -287 ~2.77 Гл
5 07/04/2000 9- 74 -288 ~0.5 Вс
6 31/03/2001 G4 9- 192 -358 ~3.1 ~1.5 Вс
7 21/10/2001 G4 8- 57 -166 ~0.57 Гл
8 22/10/2001 7+ 96 -166 ~0.67 Вс
9 29/10/2003 G4 9- 204 -345 2.9 (4.3-7.1) Гл
10 30/10/2003 G5 90 191 -401 4.3 (6.4-10.5) Гл
11 20/11/2003 G4 9- 150 -465 ~19.4 ~11.1 Гл


Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.