ПРОЯВЛЕНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН В ВЫСОКОШИРОТНОЙ ИОНОСФЕРЕ ВО ВРЕМЯ СОЛНЕЧНЫХ ЗАТМЕНИЙ
Введение
Воздействие солнечных затмений на атмосферу изучается достаточно давно. Полученные результаты указывают на то, что солнечное затмение оказывает влияние на ионосферу, иногда достаточно значительное. Основной вывод заключается в том, что в период затмения критические частоты ионосферы уменьшаются. Одновременно происходит рост действующих высот отражений, при этом максимальный эффект в области F отстает от максимальной фазы затмения до получаса [3, 5, 13, 14]. Поведение ионосферы в основном рассматривается с точки зрения уменьшения ионизирующей радиации во время затмения, т.е. наступления искусственной ночи. В начале 70-х годов Чимонас и Хайнс [7, 8] предположили, что во время солнечного затмения должны наблюдаться атмосферные гравитационные волны, вызванные сверхзвуковым прохождением лунной тени по поверхности земли и охлаждением атмосферы из-за уменьшения солнечного излучения в области тени. В последующие годы исследователи старались получить подтверждение существования подобного эффекта [6, 9- 12, 15]. Однако нужно отметить, что задача определения появления атмосферных гравитационных волн, вызванных солнечным затмением, не является тривиальной, поскольку в ионосфере пpaктически всегда существуют волновые процессы, вызванные различными источниками, что может затруднить надежное определение появления атмосферных гравитационных волн.
Изучение ионосферных эффектов солнечных затмений дает полезную информацию для уточнения физических процессов в атмосфере и способствует построению более точных ионосферных моделей. В работе рассмотрено поведение ионосферы на различных высотах по результатам наблюдений солнечных затмений 29 марта 2006 г. и 1 августа 2008 г. методом вертикального зондирования, полученные в обсерватории Лопарская.
Солнечное затмение 29 марта 2006 г., результаты наблюдений
Частное солнечное затмение 29 марта 2006 г. в Мурманске по данным астрономического ежегодника [1] имело максимальную фазу φ = 0.346 и времена начала t1 = 10:23 UT, максимума t2 = 11:11 UT и окончания t3 - 11:58 UT. Наблюдения проведены методом вертикального зондирования на ионосферной станции в обсерватории Лопарская, которая расположена в 30 км южнее Мурманска. Зондирование Е- и F-областей полярной ионосферы осуществлялось с помощью цифрового ионосферного комплекса "Базис", основные хаpaктеристики которого и методика обработки данных представлены в работе [4].
На рис. 1 приведены кривые изменения критических частот различных областей ионосферы и минимальной частоты отражения fmin, полученные по ионограммам, снятым через пять мин в период с 09:30 до 13:15 UT 29 марта 2006 г., т.е. в день затмения. Период затмения отмечен тремя вертикальными штриховыми линиями на оси времени (н - начало, м - максимум, к - конец) Горизонтальными штриховыми кривыми показано поведение критических частот и fmin для предыдущего спокойного дня 28 марта 2006 г. Из рис. 1 видно, что во время затмения критические частоты всех областей ионосферы уменьшаются. При этом относительное понижение критической частоты (электронной концентрации) в ионосфере с ростом высоты уменьшается.
Рис. 1. Изменение критических частот foE, foF1, foF2 и минимальной частоты отражения fmin во время неполного солнечного затмения 29 марта 2006 г. в обсерватории Лопарская
При вертикальном зондировании эффекты затмения Солнца в нижней ионосфере можно также оценить по временнóму ходу поглощения радиоволн, который определяется поведением минимальной частоты отражения fmin. В нашем случае величина изменения поглощения радиоволн в нижней ионосфере во время солнечного затмения составила около 40 %, что говорит о существенном воздействии затмения на нижнюю ионосферу.
Солнечное затмение 1 августа 2008 г. и некоторые результаты наблюдений
В продолжение этих исследований 1 августа были проведены наблюдения полного солнечного затмения, проходившего на территории России. В Лопарской оно имело вид частного солнечного затмения с максимальной фазой 0.81. В Мурманске начало затмения было в t1 = 08:46 UT, максимальная фаза была в t2 = 09:51 UT. Закончилось затмение в t3 = 10:56 UT [2].
На рис. 2 показаны изменения минимальной частоты отражений fmin. Данные были получены из ионограмм, которые снимались каждые 5 минут ионосферной станцией вертикального зондирования в обсерватории Лопарская. Время начала, максимума и конца затмения отмечены черными кружками с буквами н - начало, м - максимум, к - конец.
В качестве контрольного дня было выбрано 31 июля 2008 г. Этот день, как и несколько предыдущих, был спокойным и поведение fmin в этот день может служить примером типичного поведения fmin в невозмущенный день. Сам день солнечного затмения был также невозмущенным. Сравнение поведения fmin в контрольный день и в день солнечного затмения показывает существенное их отличие. Из рисунка видно, что минимальная частота отражений перед началом затмения в Лопарской увеличивается в 1.5 раза, а затем, через 90 минут уменьшается до минимального значения. Это минимальное значение сохраняется около 1.5 часов, а затем опять видны резкие изменения минимальной частоты отражения. Это говорит о том, что во время затмения происходят процессы, оказывающие заметное влияние на ионосферу.
На рис. 3 приведены минимальные частоты отражения fmin во время солнечных затмений 29 марта 2006 г. и 1 августа 2008 г. Штриховой линией с точкой показано поведение fmin для 29 марта 2006 г., а сплошной - 1 августа 2008 г. Маркеры показывают время начала, максимума и конца затмений: кружок с точкой - для 29 марта 2006 г., звездочка - для 1 августа 2008 г. Особенностью рисунка является совмещение максимумов затмений (они в центре). Для этого график поведения fmin для 29 марта 2006 г. был сдвинут в сторону уменьшения по времени на 1 час 20 мин. Это сделано для того, чтобы было нагляднее видно похожее поведение fmin во время затмений. Для обоих график типично наличие перед началом затмения максимума fmin, затем значение fmin уменьшается до минимального, при этом видны волнообразные изменения fmin с амплитудой около 0.1 МГц. На рисунке видно, что перед окончанием затмения формируется отчетливый максимум fmin, а перед ним небольшой максимум.
Рис. 2. Изменение минимальной частоты отражения fmin во время солнечного затмения
Рис. 3. Поведение минимальной частоты отражения fmin во время солнечных затмений 29 марта 2006 г. и 1 августа 2008 г.
Возмущения такого типа могут быть объяснены распространением атмосферных гравитационных волн в ионосфере, вызванных движением лунной тени по поверхности Земли со сверхзвуковой скоростью и охлаждением атмосферы в лунной тени.
Выводы
Поведение основных ионосферных параметров качественно согласуется с ранее проведенным исследованиям. В то же время обнаружены волнообразные изменения электронной концентрации, а также появление максимумов fmin и их подобие в начале и конце солнечных затмений. Поведение fmin во время обоих затмений имеет подобный вид, что может быть объяснено общим механизмом образования этих структур, а именно, распространением атмосферных гравитационных волн в полярной ионосфере, вызванных прохождением со сверхзвуковой скоростью лунной тени по поверхности земли и охлаждением атмосферы в лунной тени.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Астрономический ежегодник на 2006 год. - СПб.: Наука, 2005. - 707 с.
- Астрономический ежегодник на 2008 год. - СПб.: Наука, 2007. - 687 с.
- Беликович, В. В. Отклик ионосферы на частное солнечное затмение 29 марта 2006 г. по наблюдениям в Н. Новгороде и Мурманске / В. В. Беликович [и др.] // Геомагнетизм и аэрономия. - 2008. - Т. 48, № 1. - 2008. - С. 103-108.
- Евстафьев, О. В. Модернизация цифрового ионосферного комплекса «Базис» /
О.В. Евстафьев, В. А. Сазанов, С. М. Черняков // Техника и методика геофизического эксперимента. - Мурманск: ООО "МИП-999", 1997. - С. 35. - Данилкин, Н. П. Состояние ионосферы над Ростовом-на-Дону в период солнечного затмения 15 февраля 1961 г. / Н. П. Данилкин [и др.] // Геомагнетизм и аэрономия. - 1961. - Т. 1, № 4. - С. 612-615.
- Arendt, P. R. Ionosphere-gravity wave interactions during the March 7, 1970, solar eclipse // J. Geophys. Res. - 1971. - V.76, N 19. - P.4695-4697.
- Chimonas, G. Internal gravity-wave motion induced in the Earth´s atmosphere by a solar eclipse // J. Geophys. Res. - 1970. - V.75, N 28. - P.5545-5551.
- Chimonas, G. Atmospheric gravity waves induced by a solar eclipse / G. Chimonas, C. O. Hines // J. Geophys. Res. - 1970. - V. 75, N4. - P.875.
- Chimonas, G. Atmospheric gravity waves induced by a solar eclipse / G. Chimonas, C. O. Hines // J. Geophys. Res. - 1971. - V. 76, N28. - P.7003-7005.
- Davis, M. J. Possible detection of atmospheric gravity waves generated by the solar eclipse / M. J. Davis, V. da Rosa // Nature. - 1970. - V.226. - P.1123.
- Hanuise, C. HF Doppler observations of gravity waves during the 16 February 1980 solar eclipse / C. Hanuise, P. Broche, G. Ogubazghi // J. Atmos. Terr. Phys. - 1982. - V. 44, N 11. - P.609-616.
- Ichinose, T. Internal gravity waves deduced from the HF Doppler data during the April 19, 1958, solar eclipse / T. Ichinose, T. Ogawa // J. Geophys. Res. - 1976. - V. 81, N 13. - P.2401-2404.
- MacPherson, B. Measurements of the topside ionosphere over Aresibo during the total solar eclipse of February 26, 1998 / B. MacPherson [et al.] // J. Geophys. Res. - 1998. - V. 105, N A10. - P. 23.055-23.068.
- Salan, J. F. Observations of the May 30, 1984, annular solar eclipse at Millstone Hill / J.F. Salan [et al.] // J. Geophys. Res. - 1986. - V.91, NA2. - P. 1651-1660.
- Sauli, P. Acoustic-gravity waves during solar eclipses: detection, characterization and modeling using wavelet transforms / P. Sauli [et al.] // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. - 2007. - V.69, N (17-18). - P.2465-2484.
Сравнительным исследованием костного мозга больных, перенесших острую и хроническую кровопотери, установлено, что после острой кровопотери общее количество миелокариоцитов, количества эритрокариоцитов и гранулоцитов были существенно меньше аналогичных показателей морфологического состава костного мозга после хронической кровопотери. Уменьшение содержания гранулоцитарных миелокариоцитов после острой кровопотери было обусловлено резким снижением количества их созревающих форм, чего не наблюдалось после хронической кровопотери. При этом содержание в костном мозге зрелых форм гранулоцитов было одинаковым после обоих видов кровопотери. Уменьшение содержания в костном мозге после острой кровопотери созревающих форм гранулоцитов сопровождалось значительным уменьшением индекса созревания нейтрофилов, что свидетельствует об ускорении их созревания и выброса в кровеносное русло. Для хронической кровопотери была хаpaктерна эритроидная гиперплазия костного мозга. ...
23 04 2024 16:48:23
В статье раскрываются новые знания, которые становятся стратегическим ресурсом, обеспечивают России статус великой державы и формирование упреждающей реакции на скрытые угрозы национальным интересам. Паспорта научных специальностей способствуют консолидации интеллектуальных ресурсов страны на самых актуальных направлениях исследований. Выявленные различия хаpaктеризуют определяющую роль паспорта научной специальности в резонансном взаимодействии с диссертационными работами, при наличии которого достигается соответствие предмета исследования паспорту научной специальности. Резонансное взаимодействие объекта и субъекта в научном творчестве при выполнении диссертационной работы составляет основной принцип интеллектуальной информационной технологии как инструмента научного творчества. ...
22 04 2024 2:45:10
Статья в формате PDF 107 KB...
21 04 2024 12:56:49
Статья в формате PDF 280 KB...
20 04 2024 12:32:21
В статье рассматривается возможность организации продуктивного, личностно-ориентированного обучения, нацеленного на развитие творческих способностей учащихся, посредством использования межпредметных проектов. ...
19 04 2024 6:47:37
Статья в формате PDF 122 KB...
17 04 2024 23:15:21
Статья в формате PDF 276 KB...
16 04 2024 19:38:50
Статья в формате PDF 295 KB...
14 04 2024 8:56:25
Статья в формате PDF 140 KB...
13 04 2024 9:46:45
Статья в формате PDF 117 KB...
12 04 2024 1:43:15
Статья в формате PDF 125 KB...
11 04 2024 10:11:47
Статья в формате PDF 185 KB...
10 04 2024 1:19:42
Статья в формате PDF 106 KB...
09 04 2024 11:25:36
Темпы жилищного и гражданского строительства в Восточной Сибири и соседних регионах сдерживаются высокой себестоимостью строительства. Основным резервом для снижения стоимости является замена дорогостоящих традиционных материалов, в частности стеновых, на альтернативные материалыЯчеистые бетоны из техногенных промышленных отходов. ...
08 04 2024 1:20:20
Установлено, что замачивание семян пяти сортов огурца в растворах биопрепаратов: альбит, биогумус, гумми, положительно влияет на повышение энергии прорастания , всхожести и роста корневой системы. Особенно эффективны биогумус и гумми на сортах Чистые пруды и Гектор. ...
06 04 2024 15:13:30
Статья в формате PDF 274 KB...
04 04 2024 4:16:21
Статья в формате PDF 112 KB...
03 04 2024 18:53:23
Статья в формате PDF 112 KB...
02 04 2024 7:29:37
Статья в формате PDF 169 KB...
01 04 2024 17:30:26
Статья в формате PDF 242 KB...
31 03 2024 18:30:18
Статья в формате PDF 117 KB...
30 03 2024 15:17:37
Статья в формате PDF 342 KB...
29 03 2024 23:15:23
Статья в формате PDF 236 KB...
27 03 2024 23:48:58
Статья в формате PDF 127 KB...
26 03 2024 15:35:26
Статья в формате PDF 144 KB...
25 03 2024 20:51:35
Статья в формате PDF 392 KB...
24 03 2024 5:24:53
23 03 2024 13:13:39
Статья в формате PDF 259 KB...
22 03 2024 7:16:23
Статья в формате PDF 105 KB...
21 03 2024 13:10:21
Статья в формате PDF 104 KB...
20 03 2024 17:30:27
Статья в формате PDF 312 KB...
19 03 2024 9:47:24
Статья в формате PDF 126 KB...
18 03 2024 21:44:47
Статья в формате PDF 111 KB...
17 03 2024 20:47:56
Статья в формате PDF 311 KB...
16 03 2024 18:18:24
Статья в формате PDF 111 KB...
15 03 2024 18:36:46
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::