весьма малы, как и линейные размеры F, так что можно принять i?o ~ i?, о=const и написать (рис. 5.20)

sin (6/2)

S sin (e/2)

используя (5. Ill), получаем

-(.-шУ). (5.115)

Как нетрудно заметить, формула (5. 115) позволяет определять bN и I. Например, если измерены значения на различных расстояниях и фиксированных частотах, то, полагая, что в условиях опытов (BiV), Ющ/ш и с

Рис. 5.20. К расчету энергии, pacceHBaeMoii на ультракоротких волнах

оставались неизменными, получаем отношение принимаемой энергии в различных точках наблюдений (1, 2)

(PJ, Л sin (0,/2)

(p,)i л sin(e2

(5.116)

и в (5. 116) только неизвестно I. Аналогичным образом можно определить значение по результатам измерений Р на различных частотах в одной точке.

Если известно Е, то, используя другие параметры ионосферы, получаемые из опытов, можно из (5. 115) определить (bN) по результатам измерений Р на различных расстояниях и частотах.

7. Сводка экспериментальных данных, характеризующих тонкую статистическую структуру ионосферы

Подведем кратко итоги некоторых результатов опытов, в которых с помощью описанных методов получены данные о параметрах, характеризующих мелкомасштабную неоднородность.

Мы уже приводили данные, основанные на сравнении экспериментальных и теоретических кривых распределения амплитуды PF (7?), позволившие прийти к заключению о правильности предпосылки, что структура поля в точке наблюдения описывается с помощью формулы (5. 3) (см. рис. 5.6). Длительные наблюдения показывают, что это имеет место примерно в 60-70% [43] и даже в 90% случаев [44]. Однако уже в ранних опытах этого типа [35] было установлено, что в ряде случаев экспериментальные значения В}!Й превышают максимально возможное их значение для выбранной модели, равное [см. (5. 26)] при р--0

1 /52 J 71

- 1 max

В некоторых опытах показано [431, что примерно в 20% случаев

>

(5.117)

(5.118)

Другое расхождение, наблюдаемое по результатам той же работы примерно в 30 % случаев, состоит в том, что экспериментальные кривые распределения W {R) имеют двугорбый вид (рис. 5.21).

Все эти дашшс свидетельствуют о том, что структура отражающей области бывает более сложной, чем это принято выше. Бели допустить, например, что поле имеет не одну, а две зеркально отраженные волны постоянной амплитуды и фазы, сдвинутые по частоте, то кривая распределения W (R) моясет иметь двугорбый вид. Так что подобные кривые W {R) могут быть результатом влияния дрейфа регулярных движений (ветров), наблюдаемых в ионосфере. Возможны и другие модели отражающей области ионосферы, приводящие к распределениям огибающей амплитуды сигналов W{R) более сложного вида, чем (5. 19). Однако анализ достаточно больших серий экспериментальных данных показывает, что полученные результаты преимущественно согласуются с рассмотренной

статистической моделью, в основу которой положено поле вида и распределение (5, 19).

В табл. 5.1 сведены некоторые результаты определения параметров ионосферы (средние или наиболее вероятные их значения), полученные описанными методами. Цифры в скобках соответствуют пределам изменения единичных значений рассматриваемых параметров.

Таблица 5.1 Параметры, характеризующае тонкую структуру ионосферы

6 Амплитуда R

Рис. 5.21. Экспериментальная кривая распределения амплитуд сигналов двугорбого типа

(5. 3)

Область ионосферы

Юд, Mlcen

б, град

Источник

1950

1951 1951 1955 1957

1957

1957 1960

1960 1960

1963 1965

1966 1967

спор

Е, F F

Е, F

D (z=80 км)

F D Е F F

,спор

спор

(0-7)

(0,6-2) (0,2-2) 1,2

(0,5-15) (10-15)

2,3 ~1 ~2

(1-4)

(2-10)

(4-7) 2,5

200 (60-200) 200 (200-1000)

100-200 30-170

(100-2000)

100-300

200 300

(0,3 :-1)-10-2 (1-4) .10-2 (0,1-3)-10-2

0,7 -10-2 10-2 3,8 - 10-3

[45]

46] 354] 372] 41]

[367] [368, 481 [369]

3701 371]

[356]

[373] 374] 407]

0 2 и 6 8 W

О 1 г 3 и

Рис. 5.22. Распределение экспериментальных значений коэффициента мутности ионосферы

(3(о) для обыкновенной волны; рС*) - для необынновенной волны; 3 - суммарные результаты

Рис. 5.23. Распределение экспериментальных значений средней ква;фатичной скорости хаотичных движений Уо

В ряде опытов было установлено, что р изменяется в широких пределах. В различных ранних работах найдено, что изменяется от нуля до 160 и более. Столь большие изменения обусловлены не столько изменчивостью условий опытов, сколько объемом рассмотренного экспериментального материала. Это предполоясение подтверждается систематическими исследованиями. В различных условиях наиболее часто

(5.119)

Таким образом, в большинстве случаев энергия зеркально отрая енной волны примерно в 10 раз больше энергии пучка рассеянных волн. Кривые распределения р, приводимые в одном из исследований [48], изображены на рис. 5.22; они показывают, что распределение р, полученное для необыкновенной волны, несколько отлично от распределения S°\ полученного для обыкновенной волны. Этот факт, уже наблюдавшийся 1351, вероятно, объясняется зависимостью Р от высоты, так как обе волпы отражаются на различных уровнях ионосферы. В этой работе [35], а также в других исследованиях не установлено какой-либо определенной суточной или сезонной зависимости р.

При сравнении различных результатов определения io следует иметь в виду, что в ряде работ они определяются с помоп],ью приб.пиженной формулы (5. 52), не учитывающ;ей влияния зеркально отраженной волны. В этом предельном случае различные формулы отличаются на множитель порядка 1,3- 1,4 [см. (5. 52) - (5,54)1. Кроме того, при выводе всех формул не учтено влияние скорости дрейфа отражаюп],ей области. Следует полагать, что учет этих обстоятельств вряд ли изменит сущ,ественным образом средние и наиболее вероятные значения Vq.

В различных работах получены значения Vq \.~ \Ъ м1сек. Кривая распределения изображена на рис. 5.23 [481. Из различных опытов следует, что наиболее часто

0 яь; 1 -- 2 MJcen.

(5. 120)