Файл: Филипп, Н. Д. Рассеяние радиоволн анизотропной ионосферой.pdf

Г л а в а

ІУ

ТЕОРИЯ РАССЕЯНИЯ РАДИОВОЛН АНИЗОТРОПНЫМИ

НЕОДНОРОДНОСТЯМИ ИОНОСФЕРЫ

Различные

типы сигналов обусловлены неодинаковыми по при­

роде неоднородностями. Большинство вспышкообразных-

сигналов

вание рассеянного сигнала

диффузного типа вносят мелкомасштаб­

ные

неоднородности турбулентного происхождения.

Но одних толь­

ко турбулентных движений недостаточно для объяснения

характера

замирания таких сигналов. Возможно, в этом случае

существует

и

играет определенную-' роль "направленное .движение

" ’заряженных

частиц типа экваториальной

электроструи или токовых

систем

в

полярной зоне,

порождающих диффузную поверхность

с

определен­

ной

структурой.

Для более

квалифицированного анализа экспериментальных дан­

ных и их интерпретации целесообразно привести краткие

теорети­

ческие сведения,

относящиеся к затронутым здесь вопросам.

верхней атмосфере

было выведено Ловеллом

и Клеггом [ 143]

из

предноложегош, что

диаметр следа мал по

сравнению о используе­

оеяния рассмотрен Кайзером

[145]

как

для неуплотненных,так и

для переуплотненных оледов;

здесь

же

упоминаетоя о возможных

яснения расплывания следа.

В [146J исследуется более подробно влияние магнитного по­

ля

Земли на процесс диффузии метеорных.следов. Сначала методом

Грина решается уравнение диффузии для случая изотропной

струк­

туры, затем

учитывается влияние магнитного

поля введением коэф­

фициента

"магнитной"

диффузии

М

. Полученное уравнение реша­

ется так

же.

Анализируются два

случая: I)

метеорный след

па­

раллелен

силовым линиям

магнитного

поля и 2)

метеорный

след,

перпендикулярен к ним.

Остановимся на[і4б]

более подробно.

Уравнение диДФѵзии. Проходя через атмосферу, метеор остав­

ляет

длинную колонну

ионизированного воздуха, а так

как раз­

меры большинства метеоров

малы по отношению к

среднему

свобод­

н о ^

пробегу

молекул верхней атмосферы, то

первоначальная кон­

центрация ионизированных частиц

будет расположена вдоль

траек­

ции.

Без действия внешних сил диффузия

изотропна

и уравнение

диффузии частиц (электронов

и ионов) имеет вид

дп / d t = Х Ч 2п ,

(4 .1 )

где п - значение концентрации и Л -

коэффициент диффузииТУрав-

нение (4.1) может быть решено,

если рассматривать начальный ме­

теорный след как совокупность точечных источников.

Для

такого

источника, находящегося в точке

(

л 0 ,

у д

,

г 0 )

при

С=

£0,ф рк-"

ция Грина для (4.1)

д ( х

, у

,

z ,

t

;

Х0 ,

у о ,

z o

) удов­

летворяет уравнению

-

+ J ) V g = - 8 ( к - х 0) S ( y - y 0) d ( z - z 0 ) 6 ' ( t - t 0) .

Функция

^

имеет вид

д

~ ( 2 я ) ~ Г [

I ехр- ^ (л -л 0)+/

( у - У0) + H z ' z o)

} л

*

d d d ß d j ,

затем

Z r f * 2 ( c t ’+ /

+ t ,)F

= ( і х ? 8

( с - t

j

,

откуда

Fm(2sr) * e x p [ -

tD(ct‘+Js‘+]fe) ]

дая

t

>

t0

3

0,3

Г

~J

и

I

I [ e x p

| i [ t f ( x - x 0) y »

(y-ya)+ / ( z - z ) J

-

- t d ^ ^ / ^ f j j d d d ß d f

я * р { -

+ ( y ~ y o f + (Z ~ Zo ) g] / ^ d ) j

•

Поэтому

n =

exp {-[(x-x0f+(y-y0f+(z-z0f]j4tl)j,

где

A/0

-

начальная линейная концентрация зарядов в следе.

Для

начального линейного источника

бесконечной длины

параллельно

оси

z0

имеем

л =

Л/„

ехР

- [ ( * - * о Р ( у - уЛ / 4 М

к

/ •

(4 .2)

Ди&Ьузия заряженных частил в магнитном доле.

На

заряжен­

ную частицу, двигающуюся со скоростью V

в магнитном,

поле-

с

магнитной индукцией

В

,

поле действует с силой

^ - [

ѵ

• В

]

замедления диффузии в

нормальном направлении относительно маг­

нитных силовых линий может

быть описан введением "магнитного"

коэффициента диффузии

М ,

так что для

В

, параллельного z .

диффузия частиц в направлениях

Х и

у

описывается выраже-

ниями

д п

Ѳп

З п

- Я щ -

f

~ M W

-n Ä H

X к< d n

, Зп

;

~Я-Щ[

+М

~ М дх