Современная электроника №8/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 30 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2020 Анализатор спектра поля атмосфериков – инструмент изучения гелиогеофизической обстановки В статье приводятся результаты обработки экспериментальных данных поля атмосфериков (ПА), полученных в двух авроральных обсерваториях при разных геофизических условиях. Полученные результаты показывают целесообразность использования анализатора спектра поля атмосфериков в составе наземной геофизической обсерватории для изучения физико-химических процессов в околоземном пространстве. Алексей Галахов (galex@pgia.ru) Данная публикация является про- должением работы, описанной в пре- дыдущей статье [1]. Если в первой статье были приведены алгоритм работы ана- лизатора спектра поля атмосфериков (АСПА), структурная схема, особенно- сти работы анализатора, примеры АЧХ поля атмосфериков, то ниже приводят- ся первичные результаты обработки экспериментальных данных, получен- ных в двух авроральных обсерватори- ях Полярного геофизического инсти- тута РАН: Ловозеро, Мурманская обл. (67,97°N, 35,02°E) и Баренцбург, арх. Шпицберген (78,08°N, 14,22°E). Как отмечалось ранее, измерение спектральных характеристик поля атмосфериков (ПА) позволяет получать информацию как о свойствах распро- странения радиоволн, входящих в их спектр, так и о свойствах среды распро- странения сигнала, какой является вол- новод земля-ионосфера [2, 3]. В связи с тем что в литературе отсут- ствуют экспериментальные данные по АЧХ ПА, для большей достоверно- сти полученных результатов в статье приведено значительное число сеан- сов записи спектров ПА при различ- ных гелиогеофизических условиях. В данной работе АЧХПА рассматривают- ся синхронно во времени со стандарт- ными геофизическими наблюдениями (нейтронный монитор, магнитометр) отдельно для каждой обсерватории. Обсерватория ПГИ Ловозеро, Мурманская область На рисунке 1 представлен пример одновременной шестидневной записи спектров ПА (отдельно с ортогональ- ных направлений Hx, Hy), показаний нейтронного монитора (НМ) [4] и маг- нитного поля Земли [5]. Если проана- лизировать синхронную запись геофи- зических явлений, представленных на рисунке 1, то можно выделить несколь- ко особенностей: 1. отличие АЧХ ПА, зарегистриро- ванных с ортогональных направле- ний: Hx (север–юг), Hy (запад–восток). По характеру спектра можно судить о положении источника ионизации ионосферы Земли; 2. при спокойном геомагнитном поле 20 и 25 января 2020 года наблю- далась синхронность вариаций кос- мических лучей (показания ней- тронного монитора Δ А нм = 3 ... 4) с изменениями значений критиче- ской частоты волновода F кр в диапа- зоне частот Δ F кр = 900 ... 2400 Гц. Дли- тельность данных вариаций лежит в широких пределах: от единиц минут до нескольких часов. Степень освещён- ности ионосферы Солнцем влияет на величину частотной девиации F кр ; 06:00 3500 –70 –80 –90 –100 –110 –120 –130 –140 3000 2500 2000 1500 1000 12:00 20.01.2020 Частота, Гц 21.01.2020 22.01.2020 23.01.2020 24.01.2020 25.01.2020 18:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 1 06:00 3500 3000 2500 2000 1500 1000 12:00 Частота, Гц 18:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 –70 –75 –80 –85 –90 –95 –100 –106 06:00 12:00 18:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 500 375 250 125 0 185 187 183 181 179 НМ, отн. ед. Высота тени, км — Нейтронный монитор (НМ) — Тень Солнца Время UT 06:00 12:00 18:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 11300 11150 11000 Нх, nT Время UT а в б г Рис. 1. Одновременная запись АЧХ ПА Hx-Hy, показаний нейтронного монитора (НМ), магнитограммы геомагнитного поля, графика линии захода и восхода Солнца (20-25).01.2020: a) сонограмма Hx-ПА (обс. Ловозеро); б) сонограмма Hy-ПА (обс. Ловозеро); в) НМ и график линии восхода и захода Солнца (Апатиты, Мурманская обл.); г) вариации магнитного поля Земли (обс. Соданкиля, Финляндия)