книги из ГПНТБ / Курганов Р.А. Прогнозирование наклонного рассеивания радиоволн метеорными ионизациями

е —среднее значение скоростного множителя KN .

Значение скорости, при котором вычисленное значе­ ние АТдг равно KN , и есть скорость vt.

Ю 20 30 АО 50 60 70 80 90 WO но 1°

Рис. 18.

Величина vt практически не зависит от параметров трассы, что подтверждается совпадением графиков зависимости ѵг от е, рассчитанных для трассы МО (рис. 18 ѵтр) и радиолокационного случая (рис. 18 ѵ ) . Зависимость ѵ от элонгации с погрешностью, не превышающей 10%, аналитически аппроксимируется выражением

vt = УГ [29-coss + K362 - 292-sin2e]2 + 124,9. (45)

Вклад метеоров данного радианта и скорости в коэф­ фициент заполнения, обусловленный отражением с пре­ делов объема dty-db, Д^ = C-KN -\-р\ѵ)-Ьѵ, где ïv —

80

соответствующая средняя длительность метеорных радиоотражений, обратно пропорциональная коэффи­ циенту диффузии Dx на характеристической высоте. Последняя является функцией скорости метеорной частицы ввиду зависимости характеристической высоты от скорости hx = 82 + 49 \gv — 4,4-lgao r m ) .

Для фиксированного радианта и элемента объема минимальная регистрируемая электронная плотность постоянна, а следовательно h Dx являются

одномерной функцией скорости. Вклад метеоров всех скоростей данного радианта в коэффициент заполне­ ния, обусловленный отражением с объема dty-dB, фор­ мально также может быть приравнен вкладу метеоров данного радианта одной фиксированной скорости v't, величина которой может быть определена из равенства:

KN -\-р\ю)-Ью = С>К. Произведенные оценки

V

показывают, что значение v't практически не зависит от оіотѵ, изменение которой лишь смещает всю шкалу характеристических высот, соответствующую распре­ делению скоростей метеоров данной элонгации е от апекса. Значения ѵ'іф , вычисленные по [102] для разных элонгации, приведены также на рис. 18. Зависимость г/ф от элонгации радианта с максимальной погреш­ ностью, не превышающей 10%, аппроксимируется в интервале 0 < е < 180° выражением

Для установления степени соответствия результа­ тов, произведенного по методике 1.2.2 прогноза основ­ ных параметров метеорного распространения радиоволн экспериментальным данным, были произведены расчеты суточного и сезонного хода численности и коэффи­ циента заполнения для нескольких экспериментальных метеорных радиотрасс. Была произведена также оценка необходимости учета распределения геоцентрических скоростей метеоров и неравномерности распределения плотности радиантов спорадических метеоров по не­ бесной сфере.

В целях сокращения времени машинного счета исключено интегрирование по распределению ско­ ростей путем замены этого распределения эквивалент­

выше заданной массы по небесной сфере [99]. На гра­ фиках рис. 19 приведены экспериментально измерен­ ные и полученные расчетным путем графики суточного хода коэффициента заполнения для экспериментальной

Гелиоцентрическая скорость всех частиц принята постоянной и равной параболическому пределу ско­ рости г>2 = 42 км/сек, т. е. всем метеорам, радианты которых имеют элонгацию s от апекса, приписана геоцентрическая скорость

V = }/^[29-cos е + К422 — 292 sin2 г]2 + 124,9.

Для данной модели наблюдаются следующие суще­ ственные отклонения результатов расчета от экспери­ ментальных данных: а) искажена форма суточного хода коэффициента заполнения, т. е. время макси­ мума и минимума коэффициента заполнения не соот-

82

~2 1 б s îo h ѣ /6 )& го 22 гь Bp 2 ь б 'в (0 a ѣ s /в го 22 ßp

Рис. 19.

ветствует экспериментально измеренному, б) в не­ сколько раз занижено расчетное значение т\, особенно утром, в) расчетное значение отношения числа отра­ жений, зарегистрированных справа и слева от пло­ скости трассы, в несколько раз больше эксперимен­ тально измеренного, а отношение коэффициентов заполнения для этих отражений занижено по сравнению

а) соответствие формы расчетного графика суточного хода п экспериментальному, б) совпадение для 9 из 11 месяцев года расчетных и экспериментальных зна­

жений, зарегистрированных справа и слева от плоскости трассы. Однако существенным осталось завышение расчетного значения коэффициента заполнения в ве­ чернее время, когда средняя геоцентрическая скорость метеоров минимальна, а следовательно, минимальна характеристическая высота отражений и наиболее сильно проявляется ограничение длительности отра­ жений за счет эффекта прилипания. Индексом „с* отмечены результаты прогноза для модели „с", в ко­ торой в соответствии с рекомендациями, приведен­

84

уменьшение степени завышения расчетного значения коэффициента заполнения для вечерних интервалов, когда ограничение длительности отражений эффектом прилипаний существенно. Для данной модели прогно­ зируемые значения коэффициента заполнения для 9-ти месяцев года из 12-ти совпадают с соответствующими экспериментальными с погрешностью 30%, соответ­ ствующей 10% доверительным интервалам для выбо­ рочного среднего по 15 дням наблюдений. Для января и февраля наблюдаются занижение расчетного значения численности и коэффициента заполнения для всех часов суток, обусловленное тем, что использованные при прогнозе карты распределения плотности падаю­ щего потока спорадических метеоров получены Ю. А. Пупышевым по радиолокационным наблюдениям

циента заполнения при значениях численности, хорошо совпадающих с экспериментальными. Возникновение отклонений объясняется тем, что рекомендуемые в [781 формулы средней длительности отражений являются аппроксимациями экспериментальных зави­ симостей, полученных при регистрации метеорных потоков в ограниченном диапазоне минимальных регистрируемых электронных плотностей. Прогноз для модели „d", где средняя длительность определялась по дифференциальному распределению длительности отраженных сигналов, получаемому с учетом разру­ шения следов каждого элементарного метеорного

85

потока в результате одновременного действия амбиполярной диффузии и эффекта прилипания, не имеет недостатков, присущих аппроксимациям, и дает резуль* таты, согласующиеся с экспериментальными с погреш­ ностью менее 30% во всем диапазоне минимальных регистрируемых электронных плотностей, для которых

распределения падающего на землю потока метеорных частиц, создающих метеорные следы с электронной плотностью выше заданной, по среднегодовой карте распределения падающего на землю метеорного потока частиц Ю. А. Пупышева определено значение средней годовой величины плотности падающего потока метеор­ ных частиц выше заданной массы Q (т0) = 2,9- Ю - 2 . Плотность падающего потока метеорных частиц с эк­ липтическими координатами радианта А, ß, создающих метеорные следы с электронной плотностью выше заданной, соответствующая средней величине плот­ ности Q(m0), получена по формуле

Двумерная карта распределения плотности падающего метеорного потока Qx ß (a0 ) использована в качестве

меньше, чем для случая учета реальной неравномер­ ности распределения плотности радиантов споради­ ческих метеоров по Ю. А. Пупышеву, и степень

86

точных ходов коэффициента заполнения наименьшая, следовательно, в эти месяцы особенности суточного хода определяются в основном „апексной концентра­ цией" регистрируемых радиантов спорадических метеоров.

Для остальных месяцев, а следовательно, и в общем случае, определяющей является неравномерность распределения плотности радиантов спорадических метеоров, учет которой при прогнозе является необ­ ходимостью, так же как и учет распределения ско­ ростей метеоров.

Критерием корректности принятых для модели „da законов изменения амплитуды и длительности метеор­ ных радиоотражений является степень совпадения результатов прогноза с соответствующими экспери­ ментальными данными для других экспериментальных трасс.

ность менее 30%. На графиках рис. 3, указаны также

чаев экспериментально измеренное значение -ц, соот­ ветствующее усреднению меньше чем за 10 дней наблюдений, лежит в пределах 10% доверительного интервала.

1.2.6. Зависимость численности и средней длительности метеорных радиоотражений

от уровня регистрации, частоты радиоизлучения и длины трассы

Часовое число отражений и распределение дли­ тельности отраженных сигналов определяется суммой отражений от метеорных следов всех радиантов с раз­ личных участков метеорной зоны ионосферы, для

87

полотна соответствует диапазону изменения вычис­ ленной по формуле для отражений от недоуплотненных следов минимальной • регистрируемой электронной плотности 1012 < а0 < 1017 элім.

Ha рис. 20 представлены графики зависимости показателя пороговой зависимости численности KN

и

от минимальной регистрируемой электронной плот-

ислобиоіе ooojuouei-ius

Рис. 20.

88

амплитуд метеорных радиоотражений для трасс раз­ личной длины и различной длины волны для Рт = 1 кет, антенн 1Ш5—>1Ш5, О, = 02 = 32 приведены на рис. 21. Наклон левой ассимптоты, соответствующей регистра-

Рис. 21.

ции в точке наивысшей чувствительности метеорных следов недоуплотненного типа kl = l—s, равен kx = — 1,5 и соответствует значению показателя поро­

метеорных следов переуплотненного типа и значению

и

один порядок изменения величины а0 и два порядка изменения величины am ] n , соответствует области изме-

89