Электромагнитные поля в биосфере. Том 1 - Красногорская Н.
Скачать (прямая ссылка):
В среднем атмосферики характеризуются достаточно определенно выраженной зависимостью их амплитуд от частоты, на которой они принимаются. Установлено, что в диапазоне частот примерно выше 10 кГц средние амплитуды атмосфериков обратно пропорциональны частоте [9].
На частотах ниже 5-10 кГц средние амплитуды атмосфериков убывают вплоть до частного минимума около 2 кГц, вызванного интенсивным поглощением радиоволн в области критической частоты волновода Земля-ионосфера [3,10]. Дальнейшее снижение частоты сопровождается снова ростом спектральных амплитуд атмосфериков, но остающийся нижний участок спектра становится все более узким.
Спектры индвидуальных атмосфериков мсгут иметь значительные нерегулярные отклонения от указанных оредних зависимостей, что делает, в частности, шло эффективным использование соотношения амплитуд на разных частотах для оценки расстояния до источников атмосфериков [ II]. Однако осредненные компоненты спектров близких атмосфериков (так же , как их форма) практически существенно не зависят от места наблюдений. Например, счетчики местных грозовых разрядов, работающие на частоте 60 кГц и проградуированные в Главной геофизической обсерватории (то есть в условиях северо-запада Европейской части СССР), регистрировали разряды в той же заданной зоне до 200 км как в других районах СССР, так и в Экваториальной Африке /127.
Однотипность средних характеристик атмосфериксв позволяет наблюдать за естественным фоном импульсных электромагнитных колебаний путем регистрации атмосфериков, принятых в течение определенного времени. В качестве обязательного элемента в счетчиках молний имеется антенна, ыагнитные (рамочные) антенны, обладающие резко выраженной направленностью и сравнительно меньшей чувствительностью в диапазоне длинных волн, потребовали Оы использования усилительных устройств, что крайне нежелательно по ряду практических соображений» Поэтому в счетчиках молний применяются только электрические (преимущественно штыревые) антенны. Частотная характеристика счетчиков, которой в значительной степени определяются их рабочие свойства, существенно зависит от характеристики (эквивалента) антенны. В диапазоне длинных волн эквивалент применяемых коротких антенн имеет емкостный характер.
Современные полупроводниковые счетчики [ 13 ] местных грозовых разрядов с автономным питанием от сухих батарей, работающих в течение целого сезона (особенно в случае рационального выбора рабочего диапазона, очень коротких штыревых антенн и электромеханического цифрового счетчика вмеото самописца), являются достаточно простыми и весьма надежными приборами. На.основании известных данных о распространении радиоволн [3,9] для приема близких атмосфериков в радиусе меньше 200-400 км естественно использовать диапазон волн короче 10 км, применяя соответствующий фильтр верхних частот (образованный входной цепью вместе с антенной), а для приема дальных атмосфериксв. - длиннее 10 км. Целесообразно было бы снабдить такими простыми приборами .отмечающими местные грозы в радиуса примерно до . 20 км, все метеостанции, что может резко повысить качество метесн-рологических наблюдений за грозовой деятельностью. Счетчики местных грозовых разрядов (или аналогичные им приборы), предназначенные для получения преимущественно режимных данных об уровне грозовой деятельности и его вариациях, воледствие овоей простоты могут быть использованы непосредственно в медицинских учреждениях при цроведении исследовательских работ [* 14,15].
Простота наблюдений за местными атмосфериками привлекала внимание в течение длительного времени. Решение гораздо более сложной проблемы локализации далеких грозовых очагов по данным однопунктных наблюдений за атмосфериками по существу не требовало дальнейшего развития технических средств, но сказалось возможным только в результате использования принципиально новых идей, реализованных на основе фазовых измерений [16-18]. Результаты однопунктных наблюдений за далекими атмосфериками с точки зрения геофизики наиболее интересны, так как дают возможность получить крупномасштабную характеристику грозовой деятельности, позволяют выяснить грозовую обстановку в районах, недостаточно освещенных обычными метеорологическими данными, и попутно ха-
растеризовать закономерности распространения радиоволн в используемом низкочастотном диапазоне.
Разработки последнего периода (примерно с середины 1960-х гг.), связанные с применением фазовых методов в качестве физической основы дальних наблюдений [19,20 ] и технического приема при регистрации ближних грозовых очагов [21, 22] , относятся к главным достижениям в рассматриваемой области, ликвидировавшим определенный застой, сложив-шийоя при постепенно изживавших себя старых базисных методах пеленгования гроз [ 17]. С новыми методами пеленгования можно ознакомиться подробнее по статьям [17, 2о], обзору 1181 и по обобщающей их монографии [к].
Атмосферики изучаются также с целью получения данных о характеристиках и глобальном распределении атмосферных радиопомех, причем обобщением полученных результатов специально занимается 8-я комиссия Международного научного радиосоюза (ШРС) и Международный коноультатиь-ный комитет по радиосвязи (МККР) [ 23] , Наиболее полные характеристики атмосферных радиопомех получаются при использовании специальной аппаратуры, предназначенной для определения вероятности превышения помехаш пороговой напряженности поля в зависимости от величины порога [i, 24] . В отчетах, публикуемых МККР, даются мировые карты средней напряженности поля атмосферных радиопомех для различных сезонов и разного времени сутск (по часовым интервалам), а также ряд вспомогательных графиков и соотношений для перехода к выбранной рабочей. частоте и ширине полосы. В качестве примера отдельные карты МККР очень часто воспроизводятся в различных книгах по радиотехнике (см., например, [25, 2б] ). Менее определенные относительные оценки распределения средней интенсивности атмосфериков можно получить по картам ореднего числа дней с грозой, составленным по данным бео-приборных метеорологических наблюдений Всемирной метеорологической организацией (ВМО) [ 27].
