тпкм

Рис. 2.4. Высотно-частотная характеристика внешней ионосферы Снята на ИСЗ Алуэтт в условиях резко выраженной облачности

Широта

Рис. 2... Высотные .чармитористики внешней ионосферы

действию, рис. 2.3, а), в предвечерние часы (рис. 2.3, б) и в ночное время (рис. 2.3, в). Хорошо обозначены критические частоты области F2 и видно продолжение ветвей обыкновенной и необыкновенной волн, отраженных от поверхности Земли на частотах / flF2 и/*12. На рис. 2.3, б авторы [251] идентифицируют также ветвь (г) необыкновенной волны.

При резко выраженной облачной структуре внешней ионосферы отдельные ветви высотно-частотной характеристики сливаются, становятся размытыми; то же наблюдается при наземном зондировании ионосферы (см., например, рис. 1.28 и 1.31).

Одна из первых характеристик подобного типа, полученная при переходе орбиты спутника в северные широты [2501, показана на рис. 2.4.

Следует отметить, что на этой осциллограмме на частотах / 5,5 Мгц ветвь, образованная отражениями от поверхности Земли, становится гладкой и ее ход мало изменяется с частотой. По-видимому, это указывает па размытую структуру нижней ионосферы; ее главный максимум мало выражен.

Импульсное зондирование внешней ионосферы на фиксированных частотах позволяет детально исследовать ее структуру - обнаруживать крупномасштабные неоднородные образования, характер рассеяния в ней радиоволн, а в некоторых случаях наблюдать волноводный захват радиоволн в продолговатые образования [253]. Подобные опыты впервые были начаты на спутнике Эксплорер XX .

Некоторые образцы полученных высотных характеристик ионосферы на фиксированных частотах вскоре после запуска (24.УПТ 1964 г.) [253] показаны на рис. 2.5-2.7.

С ростом частоты изменяется характер отражения и рассеяния радиоволн от ионосферы, что позволяет более уверенно анализировать структуру ионосферы. Так, из рис. 2.5, а видно, что на частоте 2,85 Мгц наблюдались только регулярные вертикальные отражения радиоволн примерно на одном уровне ионосферы. Соответствующая ветвь 1 имела несколько размытый характер, что говорит о том, что отражающая область не была гладкой, а имела неоднородную облачную структуру. Групповая скорость сигналов была значительно меньше скорости с. На рис. 2.5, б на частоте 2,00 Мгц появились дополнительные ветви 2. Их происхождение, по-видимому, можно объяснить тем, что излучатель при своем движении пересек си,яьпо вытянутое крупномасштабное неоднородное образование (продолговатой формы, или в виде тонкого листа ), которое было наклонено к орбите. От этого образования происходило наклонное отражение или рассеяние радиоволн. По мере приближения и удаления от этого образования изменялась, естественно, действующая высота, т. е. время группового запаздывания Ai отраженных сигналов. В области, где орбита пересекала или примерно коснулась этого образования, А/ ~ 0.

Другие следы отражения на осциллограмме рис. 2.5, б вызваны рассеянием радиоволн от отдельных относительно небольших по размерам ионизованных облаков. Полученная картина усилилась на частоте 1,5 Мгц (рис. 2.5, в). Анализ такой эволюции высотных характеристик с частотой позволяет сделать заключение о средних возмущениях ЪМ электронной концентрации в неоднородных образованиях и об их размерах.

Изменение неоднородной структуры ионосферы с широтой хорошо иллюстрирует рис. 2.6. Резкое изменение характера отражения на широте ~63° вызвано значительным увеличением неоднородности внешней ионосферы; ближе к полюсу заметно понижение электронной концентрации [254]. На более высокой частоте (2,00 Мгц) зарегистрировано также рассеяние на широтах, меньших 63°.

Волноводным захватом радиоволн в неоднородные образования истолковываются [2531 высотные характеристики, полученные на фиксированных частотах (рис. 2.7). Как и ранее, ветви 1 представляют собой нормальные

J

.......г-Гг:: - I -

-Т--Г ;-

Ладпотй

-tf.

Рис. 2.6. Изменение неоднородной структуры внешней ионосферы при переходе в высокие широты