Вестник Кольского научного центра РАН. 2010, №2.

Единого взгляда на природу всплесков этого типа до сих пор нет. Одни авторы связывают их появление со сверхмощными молниями [5], другие - с действием космических источников [6]. Упорядоченность данных волноформ приводит к естественной идее оценить по данным событиям свойства глобального резонатора Земля ионосфера: коэффициент затухания, добротность, резонансную частоту. Мысль эта была высказана в ряде работ [4, 7], хотя успешных убедительных реализаций идеи наш обзор литературы не обнаружил. Одной из основных проблем на этом пути является относительная редкость Q-всплесков (ее отмечают многие исследователи). Штучный визуальный поиск в миллионных рядах цифр малопроизводителен (продолжительность одного всплеска обычно менее 1 секунды). Поэтому проблема автоматического машинного поиска и отбора всплесков, являющихся материалом для оценок свойств контура, становится очень важной. Кроме методической стороны эта проблема имеет физическую важность, ибо заставляет задуматься о физической значимости признаков, по которым проводится поиск событий. Экспериментальные данные Магнитные измерения Уверенная регистрация резонансных явлений в диапазоне частот шумановских резонансов требует тщательной отработки методики и специализированной приемно-измерительной аппаратуры, которая должна быть удалена от населенных пунктов, железных дорог и иных источников электромагнитных помех. Общие требования к измерениям рассмотрены, в частности, в работах [2, 3]. Магнитная высокоширотная обсерватория «Ловозеро» (67.97°N 35.02°Е) удовлетворяет этим требованиям. Двухкомпонентный индукционный магнитометр, разработанный для проведения наблюдений на ней, предназначен для регистрации горизонтальных составляющих пульсаций магнитного поля. Этот прибор состоит из антенной системы с предусилителем и приемной части. Две ортогональные антенны ориентированы относительно магнитного меридиана. Каждая антенна состоит из ферритового стержня диаметром 45 мм и длиной 600 мм. Поверх стержня расположены 10 секций катушек, в которые уложены 260 тыс. витков провода. Вдоль антенны расположена и калибровочная катушка. Принятые антеннами сигналы через предусилители поступают по кабелю в двухканальный приемник, расположенный в здании обсерватории. Антенны удалены от обсерватории на 300 м с целью уменьшения наводок. Полосовой фильтр четвертого порядка имеет частоты среза: снизу 0,1 Гц и сверху 10 Гц, а также возможность изменения усиления до 40 дБ. Приемное устройство содержит калибратор, работающий на частоте 5 Гц. При калибровке 0.05 пТл соотношение сигнал/шум составляет 10 дБ. Данные магнитных измерений при последующей цифровой обработке подвергались действию сглаживающего окна, убирающего высокочастотные колебания, и низкочастотного фильтра, выделяющего пульсации с последующим их вычитанием. Методика отбора всплесков Q-типа Изучение литературы показало, что существующие критерии отбора всплесков Q-типа носят характер скорее качественный, морфологический, нежели количественный и сводятся к следующим признакам: • квазипериодичность; • превышение амплитуды колебаний определенного порога; • закономерное (квазиэкспоненциальное) уменьшение амплитуды. Подчеркнем: количественный критерий, определяющий границу тому, что есть всплеск Q-типа, а что не является таковым, отсутствует. Соответственно, алгоритм интеллектуального поиска (распознавания), разработанный нами, использовал приведенные выше качественные морфологические признаки. Остановимся подробнее на его описании. Проще всего было реализовать поиск по критерию превышения амплитуды над заданным порогом. Но, как показали результаты поиска, один лишь этот критерий не обеспечивает решения задачи. В результате отбора по амплитуде основную часть составляли неупорядоченные колебания, а Q-всплески составляли часть много меньшую. Отбор по условию квазипериодичности отделял как участки квазисинусоидальных колебаний, так и Q-всплески. Задание требования квазипериодичности было реализовано следующим образом. Мы анализировали время между соседними пересечениями нуля измеряемой величины. Если оно лежало в заданных рамках (рис. 2), то этот фрагмент данных проверялся таким же образом далее - то 94