1 / 22

ВОЗМУЩЕНИЯ В КНЧ/ОНЧ СИГНАЛАХ, ВЫЗВАННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ИОНОСФЕРУ

ВОЗМУЩЕНИЯ В КНЧ/ОНЧ СИГНАЛАХ, ВЫЗВАННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ИОНОСФЕРУ КВ ПЕРЕДАТЧИКА HAARP И РЕГИСТРИРУЕМЫЕ НА СПУТНИКЕ DEMETER. Титова Е.Е. (1), Демехов А.Г. (2),. Мочалов А (1), Пашин А.Б. (1), Могилевский М.М. (3), Парро М. ( 4 ). ПГИ КНЦ РАН, Апатиты, Россия; ( 1 )

greg
Download Presentation

ВОЗМУЩЕНИЯ В КНЧ/ОНЧ СИГНАЛАХ, ВЫЗВАННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ИОНОСФЕРУ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ВОЗМУЩЕНИЯ В КНЧ/ОНЧ СИГНАЛАХ, ВЫЗВАННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ИОНОСФЕРУ КВ ПЕРЕДАТЧИКА HAARP И РЕГИСТРИРУЕМЫЕ НА СПУТНИКЕ DEMETER Титова Е.Е. (1), Демехов А.Г. (2),. Мочалов А (1), Пашин А.Б. (1), Могилевский М.М. (3), Парро М. (4) • ПГИ КНЦ РАН, Апатиты, Россия; (1) • ИПФ РАН, Нижний Новгород, Россия, (2)ИКИ РАН, Москва, Россия, (3) • LPCE/CNRS, Орлеан, Франция (4)

  2. DEMETER Электромагнитные возмущения в КНЧ/ОНЧ диапазоне, вызванные воздействием на ионосферу среднеширотного КВ передатчика Сура [Фролов, и др., 2007, 2008; Rapoport, etal., 2007, 2010] были обнаружены на спутнике DEMETER (высота 660-700 км). В работе [Piddyachiy, etal., 2011] была предпринята попытка по данным спутника DEMETER выявить КНЧ электромагнитные возмущения над самым мощным нагревным стендом HAARP. Авторы пришли к выводу, что в области ионосферного провала, где расположен передатчик HAARP, естественные вариации волновых и плазменных параметров столь велики, что не представляется возможными выделить возмущения связанные с работой передатчика. СУРА ???????? HAARP

  3. Цели и задачи • ВЫЯВИТЬ ВОЗМУЩЕНИЯ В КНЧ/ОНЧ СИГНАЛАХ, ВЫЗВАННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ИОНОСФЕРУ КВ ПЕРЕДАТЧИКА HAARP В ВЕРХНЕЙ ИОНОСФЕРЕ • ПРОАНАЛИЗИРОВАТЬ СВОЙСТВА В КНЧ/ОНЧ СИГНАЛАХ ПО ДАННЫМ СПУТИТНИКА DEMETER ( высота 660 км) • ОПРЕДЕЛИТЬ УСЛОВИЯ, ПРИ КОТОРЫХГЕНЕРИРУЮТСЯ КНЧ/ОНЧ ВОЗМУЩЕНИЯ В ВЕРХНЕЙ ИОНОСФЕРЕ. • ОБСУДИТЬ ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ГЕНЕРАЦИИ ВОЗМУЩЕНИЯ В КНЧ/ОНЧ СИГНАЛАХ DEMETER HAARP

  4. Описание эксперимента • проанализировано 13 пролетов спутника DEMETER в районе стенда HAARP [Milikh, 2008,2011,Vartanyan2012] • 7 дневных • 6 ночных пролетов спутника DEMETER Режимы работы передатчика HAARP (62.39°N, 145.15°W, L=4.9) • мощностью 3,6 МВт • излучал волны O-поляризации в магнитный зенит • частота ВЧ передатчика для дневных сеансов 4.5-5,5 МГц близки к критической частоте F слоя ионосферы, но ниже её для ночных сеансов частота 2,8 МГц • Передатчик HAARP начинал работу за 15-25 минут до рассмотренных пролетов спутника DEMETER.

  5. Спутник DEMETER • круговая орбита с наклонением 98.3O • высот 660 - 710 км • дневные пролеты 10-11 LT ночные 22 -23 LT измерения электрических полей (прибор ICE, Berthelieretal., 2006) магнитных (IMSC. Parrotetal., 2006) полей КНЧ диапазон • полоса частот 10 Гц – 1.25 кГц • три взаимно ортогональные компоненты электрического Ех, Еy, Еz и магнитного полей ОНЧ диапазон • полоса частот 10 Гц – 20 кГц • одна компонента электрического и магнитного полей

  6. ВОЗМУЩЕНИЯ В КНЧ СИГНАЛАХ, ВЫЗВАННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПЕРЕДАТЧИКА HAARP И РЕГИСТРИРУЕМЫЕ НА СПУТНИКЕ DEMETER Событие 16.10.2009 КНЧ возмущения регистрировались • в трех электрических компонентах • Eх, Ey и Ez • в полосе частот Δ f < 1 кГц, • размер зоны около 150 км • (±10 c от передатчика), • средняя амплитуда КНЧ сигналов • в HAARP в зоне возмущения • составляла 225 мкВ/м • максимальные амплитуды • отдельные моменты достигали • ~ 103 мкВ/м, LT ≈11 минимальное расстояние от спутника до оси возмущенной силовой трубки составляло около 3 км стрелка указывает время максимального приближения спутник DEMETER к передатчику HAARP, пунктирные линии - времена ± 10 с до и после с наименьшего удаления до передатчика Вверху - волновая форма Ех- компоненты в полосе частот до 1.25 кГц, внизу -- спектрограмма Eх-компоненты..

  7. Возмущения были зарегистрированы на 3-х пролетах спутника DEMETER, которые были близки к HAARP, расстояние до передатчика было <35 км, причем во всех событиях регистрировались возмущения как в КНЧ, так и ОНЧ сигналах. • Эффекты в КНЧ/ОНЧ диапазоне, связанные с работой передатчика HAARP регистрировались только во время дневных сеансов при нагреве F слоя ионосферы. • В остальных 4 дневных случаях, в которых спутник DEMETER пролетал на расстояниях более 70 км от передатчика, и ночных пролетах возмущения в КНЧ/ОНЧ сигналах не наблюдались.

  8. Амплитуда и поляризация КНЧ сигналов • над передатчиком HAARP по данным спутника DEMETER • средние амплитуды КНЧ сигналов в зоне возмущений • ( ± 10 с от передатчика) в полосе частот (10-1250) Гц • Ax, Ау ≈ (70 – 220) мкВ/м и Az ≈ (30 – 80) мкВ/м • КНЧ сигналы связанных с работой HAARP имеют преимущественно перпендикулярные (по отношению к магнитному полю) компоненты Ex,Ey.

  9. Амплитуда естественных КНЧ шумов в верхней ионосфере • для дневных ( Д ) и ночных ( Н ) пролетов спутника DEMETER • в окрестности нагревного стенда HAARP. Максимальные амплитуды возмущенных КНЧ шумов над передатчиком HAARP Спектральная плотность возмущенных КНЧ сигналов в зоне нагрева, которые были зарегистрированы в дневные часы, может почти на порядок превосходить уровень естественных КНЧ шумов. Уровень естественных КНЧ шумов в ночные часы может на порядок превышать дневные значения

  10. КНЧ/ОНЧ сигналы были зарегистрированы на спутнике DEMETER на электрических антеннах в дневные часы (LT=10-11), то есть при низких уровня естественных КНЧ шумов. • В [Piddyachiy, etal., 2011] проанализированы более 50 пролетов DEMETER, как для дневных, так и ночных условий, но возмущений в КНЧ сигналах не были выявлены. • Однако в их сеансах передатчик HAARP излучал на частотах 2.75–3.25 MГц, что обеспечивало максимальный нагрев Е и D области ионосферы. • Возмущения в КНЧ/ОНЧ сигналах на спутнике DEMETER наблюдались при нагреве F слоя ионосферы, когда передатчик HAARP излучал на частотах 4.5-5. МГц близких, но немного ниже критических частот (foF2)

  11. Тонкая структура КНЧ сигналов над передатчиком HAARP событие 16.10.2009 волновая форма и спектрограмма КНЧ сигналов в интервале 20:32:56 – 30:32:59 UT. • КНЧ сигналы в зоне возмущений иногда представляют собой последовательность импульсов с характерным квазипериодом. • характерное время между КНЧ импульсами ~ 0,4 с, что соответствует пространственной модуляции возмущенных КНЧ сигналов, с масштабами ~ 3 км.

  12. Возмущения в ОНЧ сигналах в верхней ионосфере над передатчиком HAARP наблюдались в тех же 3-х пролетах спутника DEMETER, что и возмущения в КНЧ сигналах, то есть в дневных условиях и малых удаления (Δr < 35 км ) в зоне над ВЧ передатчиком наряду с КНЧ сигналами интенсифицируются ОНЧ шумы на частотах 7-10 кГц и в области частот 15-18 кГц. f НГР

  13. Событие 10.02.2010 - передатчик HAARP излучал в импульсном режиме с частотой модуляции 0,7 Гц (период модуляции 1.4 с) Возмущения в КНЧ/ОНЧ сигналах в верхней ионосфере над передатчиком HAARP, впервые зарегистрированы на спутнике DEMETER во время дневных (LT=10-11) пролетов, в которых воздействие осуществлялось ВЧ волнами O-поляризации при максимальной мощности стенда 3,6 МВт на частотах 4.5-5 МГц близких к критической частоте (foF2) слоя F, но ниже её. возмущения в ОНЧ шумах наблюдались на частотах 15-18 кГц и были промодулированы с периодом 1.4 с в КНЧ сигналах на частотах <1 кГц, модуляция передатчика HAARP не проявлялась

  14. Нагревные эксперименты в F области ионосферы, искусственная ионосфернаятурбулентность ИИТ ИИТ развивается ниже максимума F слоя ИИТ проявляется в виде генерации: вытянутых вдоль геомагнитного поля ММН плотностиплазмы (l~1-10 м); которые группируются в среднемасштабные (l~100 -200 м ) икрупномасштабные ( l~ 1-3 км) структуры, искусственного радиоизлучения ионосферы (ИРИ) в КВ диапазоне частот, ….. ускоренных электронов, высокочастотных и низкочастотных волн плазменных волн ω=ωUHR=(ωp2+ωB2)1/2 ИИТ

  15. Если КНЧ сигналы – квазистатические поля,т.е. ωкнч << kvСП , тогда их пространственные масштабы могут быть оценены из спектров КНЧ сигналов на спутнике за счет эффекта Доплера. • Электростатическим КНЧ сигналам, регистрируемым на спутнике на частотах f ~ 10- 103Гц соответствуют масштабы • l = vСП / f∼ (10÷103) м lИИТ • т.е. масштабы КНЧ сигналов сопоставимы с типичными масштабами ИИТ КНЧ ИИТ • КНЧ сигналы были промодулированы с пространственным масштабом ~ 3 км lИИТ • в спектрах КНЧ сигналов не выделялся период модуляции ВН 1.4 с • ( времена релаксации ИИН составляют ≈5-10 св дневное время • при l≈ 10 м )

  16. Формирование главного спектрального максимума ИРИ Распад ВГ волн на ВГ и НГ волны: ВГ(ω) → ВГ(ω-ωLH) + НГ(ωLH) Частота вторичной ВГ волны смещена вниз на ωLH Трансформация вторичной ВГ волны в электромагнитную волну в результате обратного рассеяния на мелкомасштабных неоднородностях: ВГ(ω-ωLH) + ММН → DM(ω-ωLH) главный спектральный максимум (Downshifted Maximum, DM) в спектре ИРИ отстроен от несущей частоты на нижнегибридную частоту fНГР отстройки ∆f ≈ – 7 ÷ – 20 кГц и его сателлиты (2DM, иногда 3DM и 4DM); Leyser et al. J. Geophys. Res. 95, 17233 (1990)

  17. Частоты нижнего гибридного резонанса (fНГР) в ионосфере и спектры ОНЧ шумов над передатчиком HAARP • f 2НГР = (1/M eff) * f2cef2p/(f2p + f2ce ) • где fce - электронная гирочастота, fp - плазменная частота, • M eff - эффективная ионная масса, 1/M eff = me/ne Σ nα/ mα • ne, me - электронная плотность и масса, nα, mα- плотность и масса ионов сорта α • В области максимума F слоя • f2p>> f2cef 2НГР = f2ce/M effи f НГР ≈ 8 кГц Возмущения в ОНЧ сигналах над передатчиком HAARP на частотах близких к fНГРи2fНГРгенерируются, по-видимому, в области нагрева в результате распада верхнегибридной (ВГ) волны на другую ВГ волну и нижнегибридную (НГ) волну, с последующей трансформацией НГ волны в квазиэлектростатическую (резонансную) и/или электромагнитную свистовую волну.

  18. Спектры ОНЧ шумов над передатчиком HAARP и частоты нижнего гибридного резонанса (fНГР) в ионосфере

  19. Выводы • Возмущения в КНЧ/ОНЧ сигналах в верхней ионосфере над передатчиком HAARP, впервые зарегистрированы на спутнике DEMETER во время дневных (LT=10-11) пролетов, в которых воздействие осуществлялось ВЧ волнами O-поляризации при максимальной мощности стенда 3,6 МВт на частотах 4.5-5 МГц близких к критической частоте (foF2) слоя F, но ниже её. • в КНЧ/ОНЧ сигналы регистрировались на электрических антеннах в зоне с характерным размером ~102 км. • Если КНЧ сигналы - квазистатические поля, тогда их масштабы сопоставимы с типичными масштабами ИИТ. • Возмущения в ОНЧ сигналах генерируются, по-видимому, в области нагрева в результате распада верхнегибридной (ВГ) волны на другую ВГ волну и нижнегибридную (НГ) волну, с последующей трансформацией НГ волны в квазиэлектростатическую (резонансную) и/или электромагнитную свистовую волну.

  20. пит мондриан Спасибо за внимание

  21. Формирование мелкомасштабных неоднородностей KelleyM C et al. J. Geophys. Res. 100 17367 (1995) Гуревич А.В. УФН, т.177,1145 (2007)

More Related