Бардеев, И. Н. Лучевые траектории высокочастотных свистовых волн в верхней высокоширотной ионосфере / И. Н. Бардеев, С. А. Румянцев ; Акад. наук СССР, Кол. науч. центр, Поляр. геофиз. ин-т. - Препр. ПГИ-89-02-66. - Апатиты : КНЦ АН СССР, 1989.

Основным свойством найденных траекторий узкого пучка волн явля ется распространение его почти вдоль силовой линии в нижней их части с небольшим расхождением лучей и быстрое их разбегание вблизи уровня плазменного резонанса, т.е. дефокусировка пучка. Для частоты 250 кГц и профиля I лучи ниже резонанса образуют фокус (на высоте 2 » 820 км для условий рис. 4), выше которого также происходит дефокусировка. Качественно такая лучевая картина объясняется особенностями на правления фазовой и групповой скорости ВСВ. Для f = 750 кГц углы, образованные направлением В с К и Vr , противоположны по знаку, т.к. зависимость показателя преломления от угла об имеет в этом случае вид, показанный линией I на_рис. 3. Такая ориентация этих векторов характеризуется парой ,V.^ на рисунке и приводит к расхождению лу чей во всем интервале высот, т.е. к дефокусировке. Для частот 250, 500 кГц эти углы могут иметь различные знаки на разных высотах, что обусловлено как перемещением волнового вектора по поверхности П. (оQ , представленной линией 2 на рис. 3, при рефракции (переход от пары К2, Vri к Kj ,Vfj ), так и переходом зависимости л. («О от вида, опи сываемого линией 2, к виду, представленному линией I. Изменение зна ков углов приводит к тому, что лучи, расходящиеся в нижней части пучка, начинают сходиться и пересекаются в верхней его части, и пос ле пересечения разбегаются вблизи резонанса (рис. 4, 6). По мере приближения к уровню гибридного резонанса, определяемому условием А = 0, групповая скорость волн стремится стать перпендику лярной волновому вектору. Вертикальная компонента Vr становится малой и траекториям свойственно большое смещение по оси X (рис. 4, 7). Для значений cLjz 0 траектории асимптотически приближаются к уровню резо нанса 2 р . Расчеты прекращались на некотором уровне вблизи Н р , где еще несущественны кинетические поправки к показателю преломления. Для углов < 0 траектории асимптотически приближаются к уровню г е < £ р, на котором Vr? = 0, и становятся скользящими (т.е. dx /Л г 00 при Н •* J?e и волна движется почти вдоль изолиний электронной концентра ции [8 ] ). Эта ситуация соответствует ориентации векторов К^,Vr^ на рис. 3, для которой Vp2 = 0. Волны с углами <>^и?:0 достигают резонан са, а с °^и с 0 скользят ниже уровня гр , т.е. вблизи плазменного ре зонанса происходит расщепление пучка (рис. 4, 7). Картина лучевых траекторий в окрестности резонанса согласуется с результатами, полу ченными в [10] на основе приближенного выражения для И . В более плотной модели ионосферы, где 2р > 1000 км для заданной частоты, лу чи образуют параллельный (рис. 8), либо равномерно расходящийся пучок (рис. б, 9). 6