Файл: Курганов Р.А. Прогнозирование наклонного рассеивания радиоволн метеорными ионизациями.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.06.2024

Просмотров: 89

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

~2 1 б s îo h ѣ /6 )& го 22 гь Bp 2 ь б (0 a ѣ s /в го 22 ßp

Рис. 19.

ветствует экспериментально измеренному, б) в не­ сколько раз занижено расчетное значение т\, особенно утром, в) расчетное значение отношения числа отра­ жений, зарегистрированных справа и слева от пло­ скости трассы, в несколько раз больше эксперимен­ тально измеренного, а отношение коэффициентов заполнения для этих отражений занижено по сравнению

с экспериментальными, г) завышена расчетная

глубина

суточного хода численности, д) расчетные

 

значения

коэффициента

заполнения

утром в 3—4

раза

меньше

экспериментальных, а вечером

в 1,5—2

раза

 

больше.

Индексом

„Ь" отмечены графики результатов

 

прогноза

для модели- „Ьи, в которой предварительным

 

интегри­

рованием

учтено

распределение

скоростей

метеоров,

т. е. при

расчете

численности

метеорам элементар*

ного

потока

приписана

скорость vs,

а

при

 

расчете

коэффициента

заполнения — скорость

ѵ*е. Можно отме­

тить

следующее улучшение в результатах

прогноза:

а) соответствие формы расчетного графика суточного хода п экспериментальному, б) совпадение для 9 из 11 месяцев года расчетных и экспериментальных зна­

чений -q для утренних и дневных интервалов

времени

с погрешностью

не больше 30%, в) некоторое

умень­

шение расчетного отношения численности

и увеличе­

ние отношения

коэффициентов заполнения

для отра­

жений, зарегистрированных справа и слева от плоскости трассы. Однако существенным осталось завышение расчетного значения коэффициента заполнения в ве­ чернее время, когда средняя геоцентрическая скорость метеоров минимальна, а следовательно, минимальна характеристическая высота отражений и наиболее сильно проявляется ограничение длительности отра­ жений за счет эффекта прилипания. Индексом „с* отмечены результаты прогноза для модели „с", в ко­ торой в соответствии с рекомендациями, приведен­

ными в работе

[78],

формула

средней

длительности

для отражений элементарного

потока

заменена

на

Т„ = іх [ l - jQjf]

. если Tf>

0,8, и f „ = 0 , 4 2 . ^ , 4 ,

если — < 0,8

для

недоуплотненных

следов, и

на

84


: , - Г і - 0 , 7 5 - ( ^ Y ' 8

, если ^ > 1,2 и

Тп = 0,88

^у, если — < 1,2

для

переуплотненных следов.

•X

 

 

 

Наблюдаемое улучшение

результатов

прогноза —

уменьшение степени завышения расчетного значения коэффициента заполнения для вечерних интервалов, когда ограничение длительности отражений эффектом прилипаний существенно. Для данной модели прогно­ зируемые значения коэффициента заполнения для 9-ти месяцев года из 12-ти совпадают с соответствующими экспериментальными с погрешностью 30%, соответ­ ствующей 10% доверительным интервалам для выбо­ рочного среднего по 15 дням наблюдений. Для января и февраля наблюдаются занижение расчетного значения численности и коэффициента заполнения для всех часов суток, обусловленное тем, что использованные при прогнозе карты распределения плотности падаю­ щего потока спорадических метеоров получены Ю. А. Пупышевым по радиолокационным наблюдениям

для северного полушария, где годовой минимум чис­

ленности отмечается в

январе — феврале, в то время

как на трассе

относительно

велик вклад

метеоров

радиантов южной полусферы и минимум годового хода

численности

отмечается

в

марте — апреле.

Однако

указанная точность прогноза наблюдается для уровней

регистрации, при которых

минимальная регистрируемая

электронная плотность

не больше 5.1013 эл/м. Прогно­

зирование

для

уровней,

соответствующих

величине

0 > 5.1013

эл/м,

дает

завышенные значения

коэффи­

циента заполнения при значениях численности, хорошо совпадающих с экспериментальными. Возникновение отклонений объясняется тем, что рекомендуемые в [781 формулы средней длительности отражений являются аппроксимациями экспериментальных зави­ симостей, полученных при регистрации метеорных потоков в ограниченном диапазоне минимальных регистрируемых электронных плотностей. Прогноз для модели „d", где средняя длительность определялась по дифференциальному распределению длительности отраженных сигналов, получаемому с учетом разру­ шения следов каждого элементарного метеорного

85


потока в результате одновременного действия амбиполярной диффузии и эффекта прилипания, не имеет недостатков, присущих аппроксимациям, и дает резуль* таты, согласующиеся с экспериментальными с погреш­ ностью менее 30% во всем диапазоне минимальных регистрируемых электронных плотностей, для которых

имелись

экспериментальные

данные

для

сравнения.

Индексом

„еа

отмечены

результаты прогноза

для

модели

„е",

отличающейся

, от

предыдущей

тем,

что

для оценки

необходимости

учета

существующей

неравномерности

распределения плотности

потока

спорадических

метеоров

выше

заданной

массы

в расчете

было

использовано

гипотетическое

равно­

мерное

распределение.

 

 

двумерной

карты

Для

получения соответствующей

распределения падающего на землю потока метеорных частиц, создающих метеорные следы с электронной плотностью выше заданной, по среднегодовой карте распределения падающего на землю метеорного потока частиц Ю. А. Пупышева определено значение средней годовой величины плотности падающего потока метеор­ ных частиц выше заданной массы Q (т0) = 2,9- Ю - 2 . Плотность падающего потока метеорных частиц с эк­ липтическими координатами радианта А, ß, создающих метеорные следы с электронной плотностью выше заданной, соответствующая средней величине плот­ ности Q(m0), получена по формуле

Двумерная карта распределения плотности падающего метеорного потока Qx ß (a0 ) использована в качестве

карты

распределения

QXfp(ao) Д Л Я

В

С Е Х

12-ти

месяцев

при повторном перерасчете

суточных

ходов

числен­

ности N и коэффициента заполнения ÏJ.

 

 

Для всех 12-ти месяцев

года

глубина суточного

хода

коэффициента

заполнения

в

среднем

на 35%

меньше, чем для случая учета реальной неравномер­ ности распределения плотности радиантов споради­ ческих метеоров по Ю. А. Пупышеву, и степень

совпадения

с экспериментом

значительно меньше.

Для апреля,

июня и сентября

разница расчетных су-

86


точных ходов коэффициента заполнения наименьшая, следовательно, в эти месяцы особенности суточного хода определяются в основном „апексной концентра­ цией" регистрируемых радиантов спорадических метеоров.

Для остальных месяцев, а следовательно, и в общем случае, определяющей является неравномерность распределения плотности радиантов спорадических метеоров, учет которой при прогнозе является необ­ ходимостью, так же как и учет распределения ско­ ростей метеоров.

Критерием корректности принятых для модели „da законов изменения амплитуды и длительности метеор­ ных радиоотражений является степень совпадения результатов прогноза с соответствующими экспери­ ментальными данными для других экспериментальных трасс.

На рис. 2, 3 приведены

расчетные

и эксперимен­

тальные

графики

суточного

хода

N и -q для 2-х сезо­

нов для

трасс

СН и КН. Для

марта

наблюдается

объясненное выше

завышение

расчетных значений

N и 7J. Совпадение

расчетных и

экспериментальных

значений N и -q для остальных месяцев

имеет погреш­

ность менее 30%. На графиках рис. 3, указаны также

10%

доверительные интервалы для оценки среднего

по

10-ти дням наблюдений значения

коэффициента

 

а.

. В 80% слу­

заполнения Ы — t1Q%--rz.\ щ + tw% • —-

чаев экспериментально измеренное значение -ц, соот­ ветствующее усреднению меньше чем за 10 дней наблюдений, лежит в пределах 10% доверительного интервала.

1.2.6. Зависимость численности и средней длительности метеорных радиоотражений

от уровня регистрации, частоты радиоизлучения и длины трассы

Часовое число отражений и распределение дли­ тельности отраженных сигналов определяется суммой отражений от метеорных следов всех радиантов с раз­ личных участков метеорной зоны ионосферы, для

87


которых, в общем случае, различны

минимальная

регистрируемая

электронная

плотность

а о

т ѵ

и угол

рассеивания.

Поэтому

теоретическая

зависимость

•<Ч p(t),

X, 7] от

уровня

регистрации,

длины

волны

и длины

трассы

была

получена путем

сопоставления

результатов

их расчета

для

трасс

длиной

/. = 1100,

1300,

1500, 1700 км, длины

волны

Х = 3,75;

5,0; 7,5;

11,25

м и уровней регистрации

U0 = 0,0625; 0,25; 1,0;

4,0;

16,0; 64,0; 256 мкв, что

при мощности

излучения

РТ=\

кет, антенных

системах

типа

пятиэлементного

полотна соответствует диапазону изменения вычис­ ленной по формуле для отражений от недоуплотненных следов минимальной • регистрируемой электронной плотности 1012 < а0 < 1017 элім.

Ha рис. 20 представлены графики зависимости показателя пороговой зависимости численности KN

и

от минимальной регистрируемой электронной плот-

ислобиоіе ooojuouei-ius

•L-W0

À

7

5

Ч--И0О

Л

 

-3.73

oL-ПОО

Л

-

 

75

•L

- ООО

 

 

Л-375

-L-15D0

 

Л - 3 7 5

à L

- Ш

Л ' У 5

iL

4700

А

-

7

5

'<L-W0

Л

-1125'

iL'OOO

Л

-

7

5

VL-O00

 

Л

-

3 7 5

OL-ООО

) •

 

-J75

т

1 1 1

•————

Рис. 20.

88