так как в этом случае первое уравнение (43. 30) не .зависит от угла ф и рефракция в ионосфере мала:

В этом приближении первого порядка [311]

(50. 28)

\ \ Ох

i?2 cos3 у

(cm. рис. 43.10), где

i?2 cos3 RfjdR

Я2 cos2 (f

(50. 29)

COS 9

vi? - Rt siii2

(50. 30)

и Sep определяется формулой (50.11).

Если ввести (dN/dx) и {dN(ду) - средние значения горизонтальных градиентов электронной концентрации вдоль траектории луча, то

тсо2

COS 9с

1Л COS % - COS Ро

В плоском случае (Rq со)

Rq cos 9o

(50. 31)

- 8ф -

27te2

l~~ 2

тш2 2 cos2 9o

cos 2 (fo

(50. 32)

где ZgRc--Ro и 5cp определяется формулой (50. 14).

§ 51. МИРОВОЕ ЭХО

Около 40 лет назад внимание исследователей было привлечено сообщением о приеме на коротких волнах дальних эхо-сигналов со временами запазды-яания порядка 3 сек, что значительно превышало время запаздывания кругосветного эхо; эти эхо-сигналы были названы мировое эхо.

Впервые мировое эхо наблюдалось в конце лета 1927 г., после чего были организованы поиски таких сигналов на волне 31,4 м.

Начиная с марта 1928 г. они проводились в нескольких пунктах, но лишь 11 октября в г. Осло после полудня было принято много эхо-сигналов со временами запаздывания 3-15 сек, причем ббльшая часть имела запаздывание примерно 8 сек. В эту же ночь в Эйндховене были обнаружены 120 эхо, некоторые из них наблюдались одновременно в Осло. После этого продолжались совместные наблюдения в Осло в Эйндховене. До 24 октября даль-

с; I

30 25 20 /5 Ю 5 О

Рис. 51.1. Мировые эхо-сигналы, наблюдавшиеся одновремепно в Осло и Эйндховене в 1928 г.

46 47 45 45 50 51 52 53 54 55 56 N9 сиеиалов

-г~ 20

Рис. 51.2. Мировые эхо-сиг-налы, наблюдавшиеся в 1934 г.

30 35 40 Время запаздывание эссо f сек

ние эхо не были обнаружены, и только в этот день, между 16 и 17 час по Гринвичу были слышны эхо в трех пунктах. Результаты этих наблюдений приведены на рис. 51.1, из которого видно, что некоторые эхо имели времена запаздывания 25-30 сек. Эхо принимались в ряде случаев одиовремепно во всех пунктах.

Впоследствии разные исследователи наблюдали эхо с различными временами запаздывания, изменявшимися в пределах 3-33 сек. В 1930 г. в литературе были приведены интересные результаты наблюдений эхо в Пуло-Кондоре (Индокитай). В 1934 г. имелись сообщения более чем о 70 эхо, наблюденных между 30 мая и 8 июля. Времена их запа.здывапия папесены на рис. 51.2, из которого, между прочим, выявляется, что распределение количества эхо по временам запаздывания имеет максимумы около 9-10 сек и, возможно, около 25-30 сек. Следует указать, что максимальное число эхо с запаздыванием 8 сек наблюдалось и ранее. Штермер высказал предположение, что мировые эхо представляют собой сигналы, проникающие через ионосферу и отражающиеся тороидальной поверхностью, образуемой вокруг Земли потоком заряженных частиц, излучаемых Солнцем. Сог.ласно его теории, разработанной еще в 1904 г., потоки частиц, излучаемых Солнцем, движутся под влиянием магнитного поля Земли по сложным орбитам, образующим на расстояниях в несколько десятков радиусов от Земли тороидальную поверхность (рис. 51.3) с осью, совпадающей с магнитной осью Земли. Поверхность этого тора состоит из электронов, во внутренней его полости отсутствуют какие-либо частицы. Одпако в свете новых исследований с помощью космической ракеты, обнаруживших вокруг Земли ореол частиц большой энергии примерно в четырех радиусах от ее поверхпости, и, кроме того, в результате измерений магнитного поля Земли, доказавших существование такого кольца вокруг Земли, это объяснение мирового эхо требует некоторого пересмотра.

Рис. 51.3. Схематический рисунок для объяснения мирового ухо (по Штермеру)

По/тюки электронов к Северному полюсу

Поверхность Jj тора Г/

Потони эпектро-нов к Южному полюсу

Магнитная ось Земли

Следует указать, что было высказано также предположение, что в известных условиях мировое эхо вызвано скольжением сигнала вдоль ионизованных областей с коэффициентом преломления, близким к нулю, где групповая скорость мала. Распространение волны в такой среде в течение нескольких секунд привело бы к очень сильному ее затуханию, поэтому было высказано цредположение, что эти ионизованные области образуются выше максимума F2 ионосферы, где плотность атмосферы очень мала и число столкновений в 1 cj достигает лишь нескольких единиц в секунду.

До сих пор еще нет достаточного количества данных, позволивших предположить одну из этих гипотез. Предположение о распространении волн вдоль области, где лО, все же мало обосновано. Длительное распространение в такой среде приведет к значительному расплыванию сигнала, что очень затруднит его обнаружение.

Действительно, групповая скорость в ионосфере равна

и -СП

(51.1)

Допустим, что продолжительность сигнала At~iO~ сек; следовательно, он занимает полосу частот А/л10 гц. Если сигнал распространяется в области ионосферы, где пяаЮ , тогда из (51. 1) получаем

И поскольку а Ipi, то

(51.2)

(51.3)

Из этого следует, что на частоте /я=;10 гц групповые скорости границ сигнала (/яьЮ гц) отличаются в два раза, так что при прохождении через такую среду сигнал уширяется на время, примерно равное его запа.здыванию. Однако опыты, в которых было обнаружено мировое эхо, показывают, что оно представляет собой вполне четкий, не искаженный сигнал.

Vj34 я. л. Альиеггг