Современная электроника №6/2021

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 64 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2021 Влияние вспышки на Солнце на АЧХ поля атмосфериков (экспериментальные данные) В данной статье приводятся экспериментальные данные характеристик поля атмосфериков, зарегистрированных на авроральной обсерватории ПГИ Ловозеро (Мурманская обл.) во время солнечной вспышки по X-Ray Flux данным спутника GOES. Приведены амплитудно-временны ′ е вариации спектральных составляющих электромагнитного поля атмосфериков при вспышке на Солнце мощности класса В, С (20.11.2020 г.). В качестве приёмно-регистрирующей аппаратуры на обсерватории использовался приёмник ОНЧ-диапазона (400...7500 Гц) с рамочной антенной на входе и последовательный анализатор спектра поля атмосфериков в качестве регистратора принятых сигналов. Алексей Галахов (galex@pgia.ru) Введение Изучение физики атмосферы остаётся актуальным и в наши дни, поскольку всегда имеется потреб- ность в корректировке физической модели ионосферы, используя опе- ративно получаемые эксперимен- тальные данные. Обычная модель ионосферы не может охватить и предсказать все факторы, влияющие на состояние плазмы, в частности, во время внезапных ионосферных возмущений SID (sudden ionospheric disturbance), вызванных вспышка- ми на Солнце. Известно [1, 2], что солнечная вспышка сопровожда- ется возрастанием ультрафиолето- вого и рентгеновского излучения и выбросом облака корпускуляр- ных потоков, которое излучает воз- мущённая область на Солнце. Если поток направлен в сторону Земли, то он может привести к геомагнитным бурям. В связи с тем, что корпуску- лярный поток несёт электрический заряд, на его траекторию оказывают сильное влияние солнечные и зем- ные магнитные поля, что затрудняет изучение данного явления, и поэтому полученные экспериментальные дан- ные могут быть востребованы. Экспериментальные данные Состав приёмно-регистрирую- щей аппаратуры обсерватории ПГИ Ловозеро, Мурманская обл. (67,97°N, 35,02°E): приёмник ОНЧ-диапазона (400...7500 Гц) с рамочной антен- ной на входе и последовательный анализатор спектра поля атмосфе- риков [3, 4]. В данной работе использовались архивные данные X-Ray Flux геостаци- онарного спутника GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) [5, 6] и магнитограммы геофизической обсерватории Соданкюля (Sodankyla, Fin), имеющей географические коор- динаты: 67°22' N, 26°38’ E [7, 9]. Для исследования была выбрана вспышка на Солнце (20.11.2020 г.), состоящая из трёх импульсов мощно- сти класса B и C [5]. На рис. 1 представлены 3-суточная (20.11.2020...22.11.2020) синхронная запись X-Ray Flux (рис. 1 а) и реакция магнитного поля Земли [7] (рис. 1б) и поля атмосфериков (п.а.) (рис. 1в, г) на данную солнечную вспышку. На временно ′ й оси АЧХ поля атмос- фериков (рис. 1в, г) можно выделить два участка с эффектом внезапного усиления атмосфериков SEA 1,2 (sudden enhancement of atmospherics) [2]: SEA 1 –(19:00/20.11.2020 ...05:00/21.11.2020); SEA 2 –(07:00/21.11.2020 ...21:00/21.11.2020). Факт совпадения периода импуль- сов солнечной вспышки (рис. 2) и периода вариаций амплитуды спек- тральных составляющих п.а. в ука- занных на графиках полосах частот [(0,9 ... 3,6 кГц и [(2,4...3,6) кГц] под- тверждает соответствие указанных эффектов SEA 1,2 рассматриваемой вспышке на Солнце. Количественные оценки характери- стик SEA 1,2 : а) SEA 1 : - временна ′ я задержка: τ ≈ (9,5 ... 12) час; - частотный диапазон амплитуд- ных вариаций: Δ F = (3600 ... 909) Гц / (909 ... 3600) Гц; - крутизна частотных преобразова- ний меняется в пределах: Δ f/ Δ t ≈ (13...30) Гц/мин; - коэффициент усиления спектральных составляющих п.а.: К ≈ (1,2...1,7). б) SEA 2 : - временна ′ я задержка: τ ≈ (47 ... 48) час; - частотный диапазон амплитуд- ных вариаций: Δ F = (3600 ... 1795) Гц / (1795 ... 3600) Гц; - крутизна частотных преобразова- ний меняется в пределах: Δ f/ Δ t ≈ (8...9,5) Гц/мин; - коэффициент усиления спектраль- ных составляющих п.а.: К ≈ (1,7...2,0). Из анализа временно ′ й задерж- ки τ можно предположить, что SEA 1 вызвано рентгеновским и ультра- фиолетовым излучением Солнца, а SEA 2 – потоком его корпускулярных частиц. На рис. 3 приведена синхронная запись вариаций магнитного поля Зем- ли и поля атмосфериков во время собы- тий SEA 1,2 , можно отметить временну ′ ю корреляцию амплитуд указанных выше событий. Заключение Представленные в статье экспери- ментальные результаты эффектов SEA 1,2 позволяют оценить: а) временны ′ е задержки между вспыш- кой на Солнце и реакцией нижней ионосферы Земли; б) частотный диапазон амплитуд- ных вариаций спектральных состав- ляющих п.а., который позволяет опре- делить характерные энергии частиц, вызвавших ионизацию D-слоя ионо- сферы; в) степень корреляция вариации магнитного поля Земли и АЧХ п.а., которая дает дополнительную инфор- мацию при изучении солнечно-зем- ных связей; г) возможные изменения условий радиосвязи в полосе частот ОНЧ- диапазона. Литература 1. Ратклифф Дж.А. Введение в физику ионосферы и магнитосферы. – М.: Мир. 1975. 296 с.