Дополнительный резонатор для ультранизкочастотных волн
Категория: 14-2
УДК 550.385.37+550.383
Б.В. Довбня(1), А.В. Гульельми(2), А.С. Потапов(3), Р.А. Рахматулин(3)
(1) Геофизическая обсерватория Борок ИФЗ РАН, п. Борок Ярославской обл., Россия
(2) Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
(3) Институт солнечно-земной физики СО РАН, г. Иркутск, Россия
По данным наблюдения ультранизкочастотных электромагнитных излучений на двух среднеширотных обсерваториях описываются резонансные структуры, аналогичные спектральным полосам, образуемым ионосферным альвеновским резонатором (ИАР), но отличающиеся от них по частоте и временной эволюции спектра. Проанализированы свойства наблюдаемых резонансных сигналов, их отличия от излучения, характерного для ИАР.
Выдвинуто предположение о возбуждении излучений в надионосферном альвеновском резонаторе (НИАР). Сделаны оценки собственных частот НИАР на основе сравнения его конфигурации с магнитосферным альвеновским резонатором. Полученные результаты сопоставлены с измерениями. Обсуждается альтернативный вариант объяснения природы найденных резонансных структур.
Ключевые слова: магнитные наблюдения, ультранизкочастотные излучения, ионосферные и магнитосферные альвеновские резонаторы.
Литература
Бару Н.А., Колосков А.В., Рахматулин Р.А. Многопозиционные наблюдения сигналов ионосферного альфвеновского резонанса // Сб. тез. докл. Первой украинской конференции “Электромагнитные методы исследования окружающего пространства” (Харьков, 25–27 сент. 2012 г.). Харьков, 2012. С.150–152.
Беляев П.П., Поляков СВ., Рапопорт В.О., Трахтенгерц В.Ю. Обнаружение резонансной структуры спектра атмосферного электромагнитного шумового фона в диапазоне короткопериодных геомагнитных пульсаций // Докл. АН СССР. 1987. Т. 297, № 3. С.840–843.
Беляев П.П., Поляков С.В., Рапопорт В.О., Трахтенгерц В.Ю. Теория формирования резонансной структуры атмосферного электромагнитного шумового фона в диапазоне короткопериодных геомагнитных пульсаций // Изв. вузов. Радиофизика. 1989. Т. 32, № 7. С.802–810.
Беляев П.П., Поляков С.В., Ермакова Е.Н., Исаев С.В. Экспериментальные исследования ионосферного альфвеновского резонатора по наблюдениям электромагнитного шумового фона в солнечном цикле 1985–1995 гг. // Радиофизика. 1997. Т. 40, № 10. С.1305–1319.
Гульельми А.В., Троицкая В.А. Геомагнитные пульсации и диагностика магнитосферы. М.: Наука, 1973. 208 с.
Довбня Б.В., Гульельми А.В., Потапов А.С., Клайн Б.И. О существовании надионосферного резонатора Альвена // Солнечно-земная физика. 2013. Вып. 22. С.12–15.
Ермакова Е.Н., Поляков С.В., Семенова Н.В. Исследование тонкой структуры в спектре фонового низкочастотного шума на средних широтах // “Physics of Auroral Phenomena”, Proc. XXXIV Annual Seminar, Apatity. Kola Science Centre, RAS, 2011. P.147–150.
Иванов-Холодный Г.С., Михайлов А.В. Прогнозирование состояния ионосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 190 с.
Кринберг И.А., Тащилин А.В. Ионосфера и плазмосфера. М.: Наука, 1984. 188 с.
Мартыненко О.В., Ботова М.Г. Особенности диффузионного формирования пространственной структуры плазмосферы: полностью симметричная постановка задачи // Вестник МГТУ. 2010. Т. 13, № 4/2. С.1060–1067.
Овчинников А.О., Островский В.Н. Теория ионосферного МГД-волновода. СПб.: СПбГУ, 1992. 120 с.
Пилипенко В.А. Ультранизкочастотные волны в космосе и на Земле // Очерки геофизических исследований: К 75-летию Объединенного института физики Земли им. О.Ю. Шмидта. С.216–228. М.: ОИФЗ РАН, 2003. 474 с.
Поляков С.В., Рапопорт В.О. Ионосферный альвеновский резонатор // Геомагнетизм и аэрономия. 1981. Т. 21. С.610–614.
Потапов А.С., Довбня Б.В., Цэгмед Б. О воздействии землетрясений на ионосферные резонансы Альвена // Физика Земли. 2008. № 4. С.93–96.
Belyaev P.P., Polyakov S.V., Rapoport V.O., Trakhtengerts V.Y. The ionospheric Alfven resonator // J. Atmos. Terr. Phys. 1990. V. 52. P.781–788.
Bösinger T., Haldoupis C., Belyaev P.P., Yakunin M.N., Semenova N.V., Demekhov A.G., Angelopolous V. Spectral properties of the ionospheric Alfven resonator observed at a low-latitude station (L=1.3) // J. Geophys. Res. 2002. V. 107. 1281, doi: 10.1029/2001JA005076.
Bösinger T., Demekhov A.G., Trakhtengerts V.Y. Fine structure in ionospheric Alfvèn resonator spectra observed at low latitude (L=1.3) // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. L18802, doi: 10.1029/2004GL020777.
Ermakova E.N., Kotik D.S., Polyakov S.V. Studying specific features of the resonance structure of the background noise spectrum in the frequency range 1−10 Hz with allowance for the slope of the Earth’s magnetic field // Radiophysics and Quantum Electronics. 2008. V. 51(7). P.519–527.
Hebden S.R., Robinson T.R., Wright D.M., Yeoman T., Raita T., Bösinger T. A quantitative analysis of the diurnal evolution of ionospheric Alfvén resonator magnetic resonance features and calculation of changing IAR parameters // Ann. Geophys. 2005. V. 23. P.1711–1721.
Tepley L.R., Landshoff R.K. Waveguide theory for ionospheric propagation of hydromagnetic emissions // J. Geophys. Res. 1966. V. 71. P.1499–1504.
Сведения об авторах
ДОВБНЯ Борис Викторович – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Геофизическая обсерватория Борок Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 152742, Ярославская область, Некоузский район, п. Борок. Тел.: +7 (48547) 24 763. E-mail: dovbnya@inbox.ru
ГУЛЬЕЛЬМИ Анатолий Владимирович – доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123995, ГСП-5, Москва, Д-242, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-88-05. E-mail: uglielmi@mail.ru
ПОТАПОВ Александр Сергеевич – доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, Институт солнечно-земной физики СО РАН. 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, д. 126А. Тел.: +7 (3952) 51-16-73. E-mail: potapov@iszf.irk.ru
РАХМАТУЛИН Равиль Анатольевич – доктор физико-математических наук, зав. обсерваторией, Институт солнечно-земной физики СО РАН. 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, д. 126А. Тел.: +7 (3952) 56-45-09. E-mail: rav@iszf.irk.ru