РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Электромагнитный фон крайне низкочастотного диапазона 6
1.1 Источники электромагнитного фона КНЧ-диапазона 6
1.2 Шумановские резонансы в окружающей среде 7
1.3 Поляризационные характеристики ЭМ-фона 8
2 Магнитные измерения характеристик ЭМ-фона КНЧ-диапазона 22
2.1 Измерительное оборудование и методика регистрации ШР в Томске 22
2.2 Анализ экспериментальных данных 28
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ИСПОЛЬ
Экспериментальные исследования магнитных компонент естественного электромагнитного фона (ЭМ) крайне низкочастотного (КНЧ) диапазона проводятся с 2013 г. на полигоне Томского государственного университета «Коларово». Измерения, организованные за пределами индустриального центра, позволяют выделять моды шумановских резонансов [1, 2].
Для измерений используется трехкомпонентный индукционный магнитометр LEMI-30 [3]. Трехкомпонентные измерения позволяют определять не только энергетические и частотные характеристики ШР, но также поляризационные характеристики ЭМ-волн [4].
Изучение параметров ЭМ-полей КНЧ-диапазона является важной задачей не только с позиций фундаментальных проблем физики солнечноземных связей, но так же и в ряде многочисленных прикладных задач геофизики, космофизики, электромагнитной экологии и пр. Основное физическое явление, формирующее естественный ЭМ-фон в КНЧ- диапазоне - шумановские резонансы [1]. Шумановские резонансы были теоретически предсказаны В.О. Шуманом в 1952 году вследствие чего и получили свое название.
Длины волн излучений КНЧ-диапазона сопоставимы с радиусом планеты, поэтому непрерывный мониторинг этих полей позволяет диагностировать глобальные изменения параметров окружающей среды.
Целью данной работы является статистические оценки коэффициентов эллиптичности различных видов поляризации мод шумановских резонансов в зависимости от сезона года по данным магнитных измерений в Томске:
1) получить статистических закономерностей появления различных видов поляризации мод шумановских резонансов в резонаторе Земля-ионосфера в 2017 году;
2) методами корреляционного анализа провести оценку степени статистической связи между различными видами коэффициентов эллиптичности для трех мод ШР.
В процессе выполнения работы получены следующие основные результаты.
Проведен обзор литературных источников, посвященный исследованиям поляризационных характеристик шумановских резонансов. Общепринятым подходом в диапазоне крайне низких частот является метод, основанный на вычислении коэффициентов Стокса.
Построены статистические распределение коэффициентов
эллиптичности для первых трех мод шумановских резонансов для 2017 года. Подтверждено что, круговая поляризация явление, наблюдающееся крайне редко - менее 1 % от общего числа событий для любых мод ШР.
Сравнительный анализ данных для июня и декабря 2014 и 2017 года показал хорошее качественное сходство полученных результатов. Отмечено что, у 2 моды ШР в декабре незначительно преобладает левая эллиптическая поляризация в 2014 году по сравнению 2017 годом.
В результате проведения корреляционного анализа получены количественные оценки меры статистической взаимосвязи для коэффициентов эллиптичности первых трех мод шумановских резонансов в 2017 году.
Для первой моды ШР установлена сильная отрицательная связь для правой и левой эллиптической поляризации равная -0.99. Для правой эллиптической поляризации с линейной - -0.93.
Для второй моды ШР между правой эллиптической поляризацией и левой эллиптической поляризациями сильная отрицательная статистическая связь, равная -0.95. Для правой эллиптической и круговой поляризации — 0,83.
Выявлена сильная статистическая связь у 2 и 3 мод ШР для левой эллиптической и правой эллиптической поляризации, коэффициент корреляции равен 0.90. Менее сильная статистическая связь обнаружена у этих мод ШР для линейной (0.79) и правой круговой (0.63) поляризации.
