Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Аномально повышенное поглощение ВЧ-радиоволн в полярной ионосфере является одной из гл. причин нарушения связи н возникает в результате увеличения концентрации заряж. частнц в слое D. Различают 4 типа аномального поглощения, иаждый нз к-рых соответствует определ. фазе в ходе развития ионосферного возмущения, следующего за вспышкой на Солнце: внезапное поглощение (ВП), наблюдае: мое на всей освещённой полусфере Земли, обусловленной эмиссией излучения во время солнечных вспышек; поглощение полярной шапки (ППШ), к-рое наблюдается в приполюсной области иа широтах, превышающих Ф » 60°; поглощение с внезапным началом (ПВН), возникающее в период внезапного начала магн. бури в зоне полярных сияний. Обусловлено вспышками тормозного рентг. излучения электронов, высыпающихся в ионосферу АО в результате резкого сжатии земной магнитосферы под воздействием ударного фронта потока солнечной нлазмы; по интенсивности и продолжительности соответствует эффекту ВП; авроральное поглощение (АП).
Поглощения типа ВП и ПВН появляются сравнительно редко, имеют малую продолжительность (неск. десятков минут) н поэтому не играют существ, роли в радиосвязи.
ППШ появляется после хромосферних вспышек на Солнце, сопровождаемых потоками солнечных космических лучей, в осн. протонов. На нач. фазе явления иногда регистрируются потоки солнечных электронов. Ослабление радиосигналов может достигать 100 дБ. Интенсивное поглощение ВЧ-радиоволн начинается спустя неси, часов после вспышки на Солнце — вначале вблизи геомагн. полюса, затем постепенно охватывает всю полярную область на широтах Ф^;60с. В зависимости от степени освещённости Солнцем полярных областей Земли поглощение радиоволн в ионосфере затухает в течение 2—3 сут до исходного фонового значення. Продолжительность ППШ может достигать 10 сут и белее. Явление ППШ максимально днём и минимально ночью, различия прн этом составляют 4—6 раз. В сезонном распределении явлений ППШ нет чёткой закономерности, однако можно отметить найм, вероятность появлення ППШ в декабре. Наиб, число случаев ППШ наблюдается в годы высокой солнечной активности (порядна 15—20 интенсивных событий), в годы низкой солнечной активности ППШ практически не наблюдается.
АП — наиболее часто встречающийся тип поглощения в высоких широтах, доставляющий нанб. трудности в поддержании устойчивой связи. Вероятность появления АП может достигать 40%. Появление АП в ночное время тесно связано с полярными сияниями н ло-
кальными магн. возмущениями. Продолжительность индивидуальных случаев АП обычно не превышает 2 ч, однако чаще всего АП наблюдается в виде серии событий, накладывающихся одно иа другое. Источником увеличения ионизации в Z?-области, ответственной за явление АП, являются потоки энергичных элеитронов с энергией S ;> 40 кэВ нз магнитосферы, вторгающиеся в полярную ионосферу на уровень области D и ннж. части области E (высоты 60—90 км). Максимум АП как по частоте появления, так и величине приходится иа широты Ф » 64—67°. Характерной особенностью АП является существование чёткой суточной вариации с двумя максимумами (дневным н ночным) и вечерним минимумом (18—20 ч местного времени), В сезонном ходе выделяются два равноденственных максимума, весной н осенью, из к-рых наибольший — весенний. Особенности пространственно-временнбго распределения АП определяются уровнем магн. активности. С ростом магн. активности центр зоны АП смещается к югу на Ф я; 63—65°, зона расширяется почти вдвое и дневной маисимум с 10—12 ч местного времени смещается на более ранние часы (6—8 ч).
По характеру влияние АП на условия распространения ВЧ-радиоволн все трассы можно разбить на три группы.
1. Трассы, целиком проходящие внутри полярной шапки н не пересекающие зоны АП. На таких трассах АП практически отсутствует и надёжность связи может быть близка 100%, если исключить события ППШ.
2. Трассы, у к-рых хотя бы один из конечных пунктов расположен в зоне АП. На таких трассах наблюдаются наиб, нарушения прохождения радиоволн. Хорошие условия связи, когда прохождение достигает 80— 90%, возможны лишь сравнительно ограниченное время. Ослабление В Ч-сигналов может достигать 30—60 дБ в зависимости от частоты излучения.
3. Трассы, пересекающие зону АП, иогда передающий и приёмные пункты расположены относительно далеко от зоны. В этом случае условия радиосвязи более благоприятные, чем во втором случае: на оптим. частотах прохождение радиоволн составляет 90%. Большую роль прн этом играют спораднч. слон E6, наблюдающиеся в области АО на высотах ^-области —110 км н связанные с высыпанием электронов с энергией
1—10 иэВ. Их можно разбить на две группы: Es с групповым запаздыванием н плоские E.. Вероятность появления E8 в зоне АО дбетнгает 80—90%, а концентрация электронов в максимуме слоя сравнима с электронной концентрацией в слое F2. Такая ситуация способствует образованию волноводных каналов между слоями Et и F. Попадая в такой канал, радиоволна как бы перескакивает зону АП, испытывая существенно меньшее поглощение (CM. Волноводное распространение радиоволн).
