• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

СМЕЩЕНИЕ АНТИПОДНОГО МАКСИМУМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В РЕЗОНАТОРЕ ЗЕМЛЯ–ИОНОСФЕРА ЗА СЧЕТ НЕОДНОРОДНОСТИ ДЕНЬ–НОЧЬ

Галюк, ЮП, Николаенко, АП, Хайакава, М
Organization: 

Санкт-Петербургский государственный университет
35, Университетский просп., Санкт-Петербург, Петергоф, 198504, Россия

E-mail: j.galuk@spbu.ru
Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Акад. Проскуры, Харьков, 64085, Украина

E-mail: sasha@ire.kharkov.ua
Институт Хайакавы, Компания сейсмического электромагнетизма,
Инкубационный центр 508 Университета электросвязи
1-5-1 Чофугаока, Чофу, Токио, 182-8585, Япония

E-mail: hayakawa@hi-seismo-em.jp

https://doi.org/10.15407/rej2017.02.028
Язык: русский
Аннотация: 

Учет реальной структуры нижней ионосферы в модельных задачах о глобальном электромагнитном (шумановском) резонансе представляет собой важную и актуальную задачу. В работе анализируется влияние отличий вертикального профиля проводимости средней атмосферы на ночной и дневной сторонах планеты на пространственное распределение электромагнитного поля на частотах шумановского резонанса. Свойства резонатора зависят от профилей проводимости и находятся для дневных и ночных условий по методу полного поля, а задача о колебаниях неоднородного резонатора решается с помощью двумерного телеграфного уравнения. Смещение максимума амплитуды электрического поля относительно геометрического антипода источника оценивается на нескольких частотах для различных положений источника в модели плавного и резкого перехода день–ночь. Показано, что неоднородность день–ночь может сместить антиподный максимум вертикального электрического поля из точки геометрического антипода источника к центру дневного полушария на расстояние до 300 км. Ил. 5. Табл. 2. Библиогр.: 27 назв.

Ключевые слова: вертикальный профиль проводимости атмосферы, пространственное распределение поля вблизи антипода источника в сферическом резонаторе, шумановский резонанс

Статья поступила в редакцию 13.03.2017
PACS: 93.85.Bc; 93.85.Jk; 94.20.Cf; 94.20.ws
УДК 537.87:550.380.2
Radiofiz. elektron. 2017, 22(2): 28-40
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Madden T. and Thompson W. Low frequency electromagnetic oscillations of the Earth–ionosphere cavity. Rev. Geophys. 1965. Vol. 3, Iss. 2. P. 211–254.
  2. Блиох П. В., Николаенко А. П., Филиппов Ю. Ф. Суточные вариации собственных частот резонатора Земля–ионосфера в связи с эксцентриситетом геомагнитного поля. Геомагнетизм и аэрономия. 1968. T. 8, № 2. C. 198–206.
  3. Блиох П. В., Николаенко А. П., Филиппов Ю. Ф. Глобальные электромагнитные резонансы в полости Земля–ионо-сфера. Киев: Наукова думка, 1977. 199 с.
  4. Bliokh P. V., Nickolaenko A. P. and Filippov Yu. F. Schumann resonances in the Earth–ionosphere cavity. N. Y.-L.-P.: Peter Peregrinus, Ltd., 1980. 168 p.
  5. Рабинович Л. М. О влиянии неоднородности день–ночь на СНЧ-поля. Изв. вузов. Радиофизика. 1986. T. 29, № 4. Р. 635–644.
  6. Кириллов В. В. Параметры волновода Земля–ионосфера на сверхнизких частотах. Проблемы дифракции и распространения радиоволн. 1993. Вып. 25. С. 35–52.
  7. Кириллов В. В. Двумерная теория распространения электромагнитных волн СНЧ диапазона в волноводе Земля–ионосфера. Изв. вузов. Радиофизика. 1996. Т. 39, № 12. С. 1103–1112.
  8. Кириллов В. В., Копейкин В. Н., Муштак В. К. Электромагнитные волны в диапазоне СНЧ в волноводе Земля–ионосфера. Геомагнетизм и аэрономия. 1997. Т. 37, № 3. C. 114–120.
  9. Kirillov V. V. and Kopeykin V. N. Solving a two-dimensional telegraph equation with anisotropic parameter. Radiophys. Quantum Electron. 2002. Vol. 45, Iss. 12. P. 929–941.
  10. Pechony O. and Price C. Schumann resonance parameters calculated with a partially uniform knee model on Earth, Venus, Mars, and Titan. Radio Sci. 2004. Vol. 39, Iss. 5. RS5007 (10 p.). DOI:10.1029/2004RS003056
  11. Pechony O. Modeling and Simulations of Schumann Resonance Parameters Observed at the Mitzpe Ramon Field Station: PhD Thesis. Ed. Tel-Aviv University, 2007. 92 p.
  12. Pechony O., Price C. and Nickolaenko A. P. Relative importance of the day–night asymmetry in Schumann resonance amplitude records. Radio Sci. 2007. Vol. 42, Iss. 2. RS2S06 (12 p.). DOI:10.1029/2006RS003456
  13. Yang H. and Pasko V. P. Three-dimensional finite-difference time domain modeling of the Earth-ionosphere cavity resonances. Geophys. Res. Lett. 2005. Vol. 32, Iss. 3. L03114. DOI:10.1029/2004GL021343
  14. Yang H., Pasko V. P., Yair Y. Three-dimensional finite difference time domain modeling of the Schumann resonance parameters on Titan, Venus, and Mars. Radio Sci. 2006. Vol. 41, Iss. 2. RS2S03 (10 p.). DOI:10.1029/2005RS003431
  15. Toledo-Redondo S., Salinas A., Morente-Molinera J. A., Mendez A, Fornieles J., Portí J. and Morente J. A. Parallel 3D-TLM algorithm for simulation of the Earth-ionosphere cavity. J. Computational Phys. 2013. Vol. 236, March. P. 367–379.
  16. Nickolaenko A. P., Galuk Yu. P. and Hayakawa M. Vertical profile of atmospheric conductivity that matches Schumann resonance observations. SpringerPlus. 2016. 5:108. DOI: 10.1186/s40064-016-1742-3
  17. Nickolaenko A. P., Galuk Yu. P., Hayakawa M. Vertical profile of atmospheric conductivity corresponding to Schumann resonance parameters. Telecommunications and Radio Engineering. 2015. Vol. 74, N 16. P. 1483–1495.
  18. Kudintseva I. G., Nickolaenko A. P., Rycroft M. J. and Odzimek A. AC and DC global electric circuit properties and the height profile of atmospheric conductivity. Annals of geophysics. 2016. Vol. 59, N 5. A0545 (15 p.). DOI:10.4401/ag-6870
  19. Гюннинен Э. М., Галюк Ю. П. Поле вертикального элект-рического диполя над сферической землей с неоднородной по высоте ионосферой. Пробл. дифр. и распр. радиоволн. 1972. Вып. 11. C. 109–120.
  20. Galuk Yu. P., Nickolaenko A. P. and Hayakawa M. Comparison of exact and approximate solutions of the Schumann resonance problem for the knee conductivity profile, Telecommunications and Radio Engineering. 2015. Vol. 74, N 15. C. 1377–1390.
  21. Ishaq M. and Jones D. Ll. Method of obtaining radiowave propagation parameters for the Earth–ionosphere duct at ELF. Electronic Lett. 1977. Vol. 13, Iss. 2. P. 254–255.
  22. Bannister P. R. Further examples of seasonal variations of ELF radio propagation parameters. Radio Sci. 1999. Vol. 34, N 1. P. 199–208.
  23. Nickolaenko A. P. ELF attenuation factor derived from distance dependence of radio wave amplitude propagating from an artificial source. Telecommunications and Radio Engineering. 2008. Vol. 67, N 18. P. 1621–1629.
  24. Nickolaenko A. P. and Hayakawa M. Resonances in the Earth-ionosphere Cavity. Dordrecht: Kluwer Academic Publ., 2002. 380 p.
  25. Nickolaenko A. and Hayakawa M. Schumann Resonance for Tyros (Essentials of Global Electromagnetic Resonance in the Earth–Ionosphere Cavity). Tokyo: Springer, 2014. 348 p. Series XI, Springer Geophysics.
  26. Price C. ELF ElectromagneticWaves from Lightning: The Schumann Resonances. Atmosphere. 2016. Vol. 7, Iss. 9. 116 (20 p.). DOI:10.3390/atmos7090116
  27. Самарский А. А. Теория разностных схем. Москва: Наука, 1977. 657с.