В непрерывном диапазоне частот. Общие свойства этого излучения описываются ниже.

На УНЧ частотах также наблюдаются пакеты волн, подобные свистам; их частота изменяется сильно в зависимости от времени. Эти пакеты волн, регистрируемые в диапазоне частот от долей до нескольких герц, генерируются в самой приземной плазме на больших расстояниях от Земли, на окраине внешней ионосферы и в магнитосфере и, канализируясь вдоль силовых .пиний магнитного поля, достигают земной поверхности.

Сонограммы группы таких сигналов изображены на рис. 3.12. По наклону зависимости частоты сигнала от времени можно заключить, что это ионные

1 2 : f ц q G ч

Рис. 3.14. Серия гидромагнитных свистов и их спектры иллюстрирующие усиление этих волн в приземной волне

Расстояние от центра демпи, тыс. км

сЬ >~- CVJ >э i 1г1 Со Высота Z , тыс. км

S =5

5h сгь CNJ

Высота , тыс. км

Расстояние от центра Землистые, км

Рис. 3.15. Силовые линии магнитного дипольного поля Земли и зависимости гирочастоты /д и длины силовых линий от высоты

медленные магнитогидродипамические альфеновские волпы, которые называют также гидромагнитными свистами 12921. Редко наблюдаются также пакеты электронных быстрых волн (см. (3.16)1.

В верхней части рис. 3.13 показаны единичные пакеты УНЧ электронных (быстрых магнитозвуковых) волн; видно, что эти сигналы имеют обратный закон дисперсии [см. формулу (3.16) ] - наклон, обратный наклону пакетов ионных (медленных магнитозвуковых) волн. Серия пакетов ионных волн, следующих друг за другом, приведена в нижней части этого же

60 § 20

JSDot

1W0 I

Рис. 3.16. Записимость гнро-частоты ffj и наклонении ди-

польного магнитного поля от геомагнитной широты на поверхности Земли Ф=Фо

20 иО 60 ВО Геомагиитная шире та,г рад

рисунка [833J, Электронные волны, описываемые коэффициентами преломления и поглощ,ения {п, Xg), затухают па частотах ш<;Од сильнее (см. раздел 1), чем ионные волны (г, х), По-видимому, в различных опытах главным образом наблюдаются только ионные пакеты УНЧ волн, ибо они возбуждаются в области гирорезонанса ионов плазмы под воздействием падающих на Землю потоков частиц. Электронная же волна не .имеет никаких особенностей на частоте ш~Он и может возбуждаться лишь в результате действия других механизмов.

Гидромагнитные свисты регистрируются около земной поверхности с помощью магнитометров как быстрые пульсации геомагнитного поля в основном в диапазоне частот от 0,2 до 10 гц максимально. Вызвано это условиями прохождения магнитной составляющей поля УНЧ излучения, возбуждаемого в плазме, через ионосферу, т. е. тем, что поглощение гидромагнитных волн быстро возрастает с частотой [832]. Важная особенность гидромагнитных свистов состоит в том, что они наблюдаются группами, повторяются параллельные штрихи одинакового наклона (см. рис. 3.12). Обусловлено это, в частности, тем, что вследствие малого затухания эти сигналы многократно курсируют вдоль силовых линий между магнитосопряженными точками. Поэтому интервал времени между соседними сигналами определяет интегральное время распространения волн заданной частоты вдоль силовых линий, что облегчает анализ соответствующих экспериментальных данных.

Однако долгое существование пакетов УНЧ волн, образующих гидромагнитные свисты, указывает также на то, что при распространении в ионосфере и в магнитосфере эти волны усиливаются. Предполагается, что механизм усиления имеет гирорезонансный характер и происходит в окрестности гирочастоты протонов в магнитосфере (см., например, 1835, 836]). Постепенное усиление первых пяти пакетов УНЧ волн хорошо заметно, например, на рис. 3.13.

Интересны результаты определения энергетических спектров серии из восьми следующих друг за другом гидромагнитпьтх свистов, показанные на рис. 3.14. Видно, что существенное усиление пакетов волп происходило от сигнала 1 до сигнала 5. Затем последовательно ослаблялись сигналы 5-8 [834, 835].

Анализ рассмотренных сигналов позволяет определять различные параметры ионосферы. Для этого используются следующие методы обработки экспериментальных данных.

Прежде всего исследуется определяемая по свистам зависимость времени группового запаздывания от частоты:

(3. 73)