Physics of auroral phenomena : proceedings of the 34th Annual seminar, Apatity, 01 - 04 March, 2011 / [ed.: A. G. Yahnin, A. A. Mochalov]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2011. - 231 с. : ил.

“Physics o fAuroral Phenomena ", Proc. XXXIV Annual Seminar, Apatity, pp. 147 - 1502011 © Kola Science Centre, Russian Academy of Science, 2011 Polar Geophysical Institute ИССЛЕДОВАНИЕ ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ В СПЕКТРЕ ФОНОВОГО НИЗКОЧАСТОТНОГО ШУМА НА СРЕДНИХ ШИРОТАХ Е.Н. Ермакова1, С.В. Поляков1, Н.В. Семенова2 1. Научно-исследовательский радиофизический институте, 603950, Нижний Новгород, Россия 2. Полярный геофизический институт, 184209, Апатиты, Россия Аннотация. По данным непрерывного мониторинга низкочастотного фонового шума на станции «Новая Жизнь» (Нижегородская область, Россия) за 2006-2010 г.г. исследована новая спектральная структура, проявляющаяся в квазигармонических осцилляциях интенсивности шума с частотными масштабами в 3-4 раза меньшими, чем масштабы традиционной резонансной структуры РСС. Исследованы особенности тонкой структуры спектра: частота появления, ее суточная динамика, ширина частотного диапазона, в котором наблюдалось это явление. По расчетам тангенциальных магнитных полей, распространяющихся в сферическом горизонтально-неоднородном волноводе земля-ионосфера, выполнен анализ возможного влияния нелокальных свойств ионосферы на спектры низкочастотных полей (0.1-20 Гц). Показано, что влияние нелокальных свойств ионосферы на КНЧ спектры может проявиться при наличии горизонтальной неоднородности ионосферы, обусловленной разным характером профилей ионосферных параметров вдоль трассы распространения радиоволн. Хорошо известно, что на спектры КНЧ магнитного шума оказывают влияние неоднородные ионосферные структуры, расположенные на высотах 80-1000 км (ионосферный альвеновский резонатор - ИАР) и на высотах 80 — 300 км (суб-ИАР). Влияние этих резонаторов приводит к появлению резонансной структуры спектра (РСС) и широкополосного спектрального максимума (ШСМ), которые впервые были обнаружены на среднеширотном пункте «Новая Жизнь» (55,97° с.ш, 45,74° в.д.) [1,2]. РСС проявляется в гармонической модуляции спектров параметров приземного магнитного шума, однако может иметь и более сложный характер [3]. Сложный характер спектров фонового магнитного шума на средних широтах связан и с обнаруженной недавно тонкой структурой, которая проявляется в осцилляциях с частотными масштабами в 3-4 раза меньшими, чем масштабы традиционной РСС [4]. Впервые тонкая структура спектра была обнаружена на о. Крит, Греция (35.15° с.ш , 25.20° в.д.) и считалась особенностью спектров магнитного шума именно на этих широтах [5]. Настоящая работа посвящена исследованию морфологических свойств тонкой структуры спектра на средних широтах в период минимума солнечной активности и в период выхода из минимума (таким переходным периодом явился 2010 г.) На данный момент не существует адекватного механизма, объясняющего формирование тонкой структуры спектра в фоновом шуме на средних широтах. Поскольку появление осцилляций с малыми периодами не связано с влиянием локального ионосферного альвеновского резонатора, в работе представлены результаты исследований возможного влияния нелокальной ионосферы на спектры магнитного шума.. В данной статье для расчетов будут использованы результаты решения задачи о возбуждении сферического горизонтально-неоднородного волновода земля - ионосфера источником типа вертикальный электрический диполь [6] и применена методика расчета поверхностного импеданса анизотропной и неоднородной ионосферы, развитая в [7]. 2. Экспериментальные данные В работе приводятся результаты обработки данных по регистрации тангенциальных компонент магнитного фонового шума Н сю и Н вз в среднеширотном пункте «Новая Жизнь» (NL), Нижегородская область, Россия. Обработка заключалась в построении спектров на временном интервале 10 сек. с последующим усреднением 80-100 спектральных реализаций, что соответствует усреднению по 15-20 мин. Анализ данных за период 2006-2010 г.г. позволил исследовать основные морфологические свойства тонкой структуры спектра. Был выполнен статистический анализ вероятности появления этого явления на средних широтах. Обнаружено, что вероятность максимальна в осеннее - весенний период в годы минимума солнечной активности и достигает значений 25-30% в апреле и октябре (нижняя правая панель на Рис 1). Вероятность появления тонкой структуры спектра на среднеширотном пункте «Новая Жизнь», Нижегородская область построена за период 2007-2009 г.г. Считалось, что тонкая структура существовала, если в спектре магнитных компонент фонового шума наблюдалось не менее 3 осцилляций с частотными масштабами в 3-4 раза меньшими, чем периоды традиционной резонансной структуры. В другие сезоны частота появления тонкой структуры не превышала 10-15%. Основные особенности этого явления продемонстрированы на Рис. 1 (верхняя и нижняя левая панель). 1. Введение 147