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

ЗСУВ АНТИПОДНОГО МАКСИМУМУ ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ В РЕЗОНАТОРІ ЗЕМЛЯ–ІОНОСФЕРА ЗА РАХУНОК НЕОДНОРІДНОСТІ ДЕНЬ–НІЧ

Рубрика: 
РАДІОФІЗИКА ТВЕРДОГО ТІЛА ТА ПЛАЗМИ
Галюк, ЮП, Ніколаєнко, ОП, Хайакава, М
Organization: 

Санкт-Петербурзьский державний університет
35, Університетський проспект, Санкт-Петербург, Петергоф, 198504, Росія
Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
Інститут Хаякави, Компанія сейсмічного електромагнетизму,
Інкубаційний центр 508 Університету електрозв’язку
1-5-1 Чофугаока, Чофу, Токіо, 182-8585, Японія

E-mail: j.galuk@spbu.ru; sasha@ire.kharkov.ua; hayakawa@hi-seismo-em.jp
https://doi.org/10.15407/rej2017.02.028
Мова: російська
Анотація: 

Урахування реальної структури нижньої іоносфери в модельних задачах про глобальний електромагнітний (шуманівський) резонанс є важливою і актуальною задачею. У роботі аналізується вплив відмінностей вертикального профілю провідності середньої атмосфери на нічній та денній сторонах планети на просторовий розподіл електромагнітного поля на частотах шуманівського резонансу. Властивості резонатора залежать від профілів провідності і визначаються за методом повного поля. Задача про коливання неоднорідного резонатора розв’язується з допомогою двовимірного телеграфного рівняння. Зсув максимуму амплітуди електричного поля від геометричного антипода джерела оцінюється на декількох частотах для різних положень джерела в моделі плавного і різкого переходу день–ніч. Показано, що неоднорідність день–ніч може перемістити максимум вертикального електрич-ного поля з точки геометричного антипода джерела до центру денної півкулі на відстань до 300 км.
Ключові слова: вертикальний профіль атмосферної провідності, просторовий розподіл поля поблизу антиподу джерела у сферичному резонаторі, шуманівський резонанс

Стаття надійшла до редакції 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
Повний 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.