Некогерентное рассеяние радиоволн в высокоширотной ионосфере / А. Л. Суни [и др.] ; Акад. наук СССР, Кол. науч. центр, Поляр. геофиз. ин-т. – Апатиты : [б. и.], 1989. – 182с.

Ь,км Рис.21. Высотный профиль полного сечения рассеяния усилен­ ной плазменной линии на частотах 224 и 933 МГц. В заключение отметим, что в литера­ туре по некогерентному рассеянию радио­ волн /18/ в качестве критерия выбора дли­ ны волны радиолокатора для исследования ионосферы методом плазменной линии пред­ лагается использовать соотношение: 2 Д * J N < 6/Л , (.156) где Л - длина волны радиолокатора в метрах, j - плазменная частота ио­ носферных электронов в мегагерцах. При этом утверждается, что затухание Ландау, связанное с тепловыми электрона­ ми, определяет минимальную плазменную частоту, при которой можно наблюдать усиленную плазменную линию. Максималь­ ная плазменная частота определяется зату­ ханием колебаний из-за столкновений элек­ тронов с тяжелыми частицами. Для провер­ ки справедливости данного утверждения проведем сравнение функций ;fD и *2. * т.е. величин, определяющих затухание Лан­ дау, связанное с тепловыми частицами, и затухание за счет соударений электронов с ионами и нейтралами. Условие ^ = f 0 определяет гра­ ницу между областью, где применимо приближение бесстолкновительной плазмы при расчете рассеяния на плазменных волнах, и областью, в которой затуха­ ние за счет соударений электронов с тяжелыми частицами является преобла­ дающим. Расчет такой граничной кривой для модели среды, представленной на рис. 20 , дан на рис. 22. Из рисунка видно, что при рассеянии радиоволн метрового диапазона затухание за счет соударений электронов с тяжелыми частицами преобладает во всей рассматриваемой области высот. С увеличением частоты зондирования размеры этой области уменьшаются, и на частоте 1 ГГц соударения необходимо учитывать на высотах ниже 50 0 км. Дополни­ тельные расчеты показывают, что на частоте 3 ГГЦ затухание за счет соуда­ рений пренебрежимо мало, и приближение бесстолкновительной плазмы справед­ ливо в ионосфере на высотах от ЮО до ЮОО км над Землей. Физически это можно объяснить следующим образом. С увеличением частоты зондирования уменьшается фазовая скорость плазменных волн. Уменьшение фазовой скорос­ ти плазменных волн приводит к увеличению количества электронов, участвую­ щих в процессе резонансного взаимодействия с волной,и к росту затухания Ландау плазменных волн. Поэтому для радиоволн дециметрового диапазона бесстолкновительное затухание Ландау в ионосфере становится преобладающим. Отсюда следует, что для радиоволн метрового диапазона граничные частоты определяются затуханием за счет соударений, а для радиоволн дециметрового диапазона - бесстолкновительным затуханием Ландау. Граничные плазменные частоты, внутри которых можно наблюдать усилен­ ную плазменную линию, определяются из условия (.149 ), причем один и тот же механизм затухания может определять как минимальную, так и максимальную граничную частоту. Следовательно, соотношение (.156) имеет частный харак­ тер, поскольку оно найдено из расчета для конкретных параметров надтепловых электронов и для определенной температуры фоновых частиц. Наиболее сильное влияние на величину граничной частоты окажет изменение температуры фоно­ вых электронов. Например, с уменьшением температуры фоновых электронов в три раза минимальная плазменная частота уменьшится почти вдвое. Рост 53