50 90

> 80

50 90

\0 100

Злеитроннпв комцетроция N, см

1000

80 70 ВО 50 80 10 ВО 50

Рис. 10.6. Высотные зависимости (г), полученные в полуденное время в Оттаве (Канада) в магнитоспокойные дни методом частичного отражения радиоволн от ионосферы

о - сильное изменение единичных профилей JV (z) ото дня ко дню зимой и малое изменение летом; б - такие же закономерности по средним данным за зимние и летние месяцы [484]

10 W0 WOO

Электронная нониентрация ,V,cm

Т. е. одинаковых значениях х- В полярной пгапке вообще значения электронной концентрации ничтожно малы зимой при я < 85 кл< и весной при Z < 70 Kj. На том же рис. 10.9 показано, что среднемесячные профили N (z) в полярном районе и в другом пункте, расположенном ближе к среднеширот-пой зоне (cf=45,2°G, Х=76 3, /=-f75,4°), близко совпадают. Установлено также, что на средних широтах, на одинаковых высотах Солнца х оДНИ

1 10 .100 1000

Электронная концентрация N .см

Рис. 10.7. Сравнение высотных профилей N (z), полученных в Оттаве, с результатами измерений поглощения в ионосфере в эти же дни в Линдау (Германия) [501]

5 31

е\5 С)

01 09 11 13 15

Местное бремя

Рис. 10.8. Сравнение средних высотных профилей N (z) за разные периоды года, полученных в Оттаве методом частичного отражения радиоволн [484, 500]

Иллюстрируется асимметрия сезонной аависимооти N (z)

Ж 80

5 70

10 100 woo

Электронная концентрация Npt

Ряс. 10.9. Сравнение средних высотных профилей iV (z), полученных днем методом частичного отражения радиоволн [490]

Показана широтная аномалия зависимости iV (z)

tSoo I

Электронная кониентраиия л/,см

и те же периоды времени наблюдаются меньшие значения Л (z), чем в полярном районе.

Результаты ряда опытов показывают, что широтные и сезонные изменения числа столкновений v в области D также велики, что связывается с изменением плотности атмосферы (концентрации нейтральных частиц). Эти изменения сильнее в северных широтах, а на низких широтах опи незначительны. На заданных высотах значения v меньше зимой, чем летом; ото дня ко дню они изменяются примерно в 2 раза.

§11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ЭЛЕКТРОННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ОТ ВЫСОТЫ N {Z) В ОБЛАСТЯХ Е Л F ПО ВЫСОТНО-ЧАСТОТНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

Высотная зависимость электронной концентрации, иак мы видели, изучается прямым путем при запуске высотных ракет. Естественно, что полученные таким способом данные носят лишь эпизодический характер и на их основе вряд ли можно систематически изучать временные и широтно-долгот-ные закономерности - они требуют длительных и регулярных наблюдений. Поэтому в изучении ионосферы большую роль играют и будут играть методы, позволяющие расчетным путем определять по высотно-частотным характеристикам истинное распределение электронной концентрации n (z) с высотой и, следовательно, ее временнйе характеристики n (f) при z=const. Еще 10 лет назад эти методы вообще были единственным источником такой информации.

Решение соответствующей задачи сопряжено с вычислительными трудностями, обусловленными сложностью коэффициента преломления ионосферы и формулы для групповой скорости волны вследствие влияния магнитного поля Земли. Пренебрежение магнитным полем Земли и сглаживание вы-сотно-частотпых характеристик существенно упрощает 1)асчеты и во многих случаях позволяет получать довольно близкий к действительности ход n (z). Таким путем были получены довольно правильные представления об ионосфере. Однако точность такого анализа результатов опытов в ряде случаев уже пе может удовлетворить исследователей и иметь значение для практических целей. Поэтому важно получать более точные данные. Используемые для этого методы в последнее время стали весьма совершенными и быстрыми [31, 96-99, 537-5481, так как предусматривают табулирование и расчет соответствующих функций с помощью ЭВМ.

Следует указать на две трудности, почти одинаковым образом возникающие как в приближенных, так и в точных методах расчета.

Во-первых, в некоторых случаях возникает заметная погрешность в определении начальной высоты Zq кривой n {z) в частности вследствие того, что практически высотно-частотные характеристики начинаются с достаточно больших значений частоты.

Во-вторых, переход через максимум электронной концентрации часто связан на высотно-частотной характеристике с разрывом или крутым ростом его ветвей, с немонотонными изменениями рассчитываемых кривых n (z); это делает неопределенным положение начала каждого участка кривой n (z), следующего за максимумом iV , поскольку неизвестно точно, как изменяется в области минимума действующая высота отрагкения.

Анализ различных данных показывает, что соответствующие погрешности особенно ощутимы в переходное время утром (предутренние и утренние часы), когда ширина области минимума действующих высот z (ч>) между различными областями ионосферы {Е ж F, Е ж F\, F\ ж F2) может достичь 50 км и более. Рассмотрим коротко суть точных и приближенных методов расчета определения кривых n (z) по высотно-частотным характеристикам, имея в виду, что во ьгаогих случаях достаточно ограничиться лишь последними.