В естественном низкочастотном радиошуме в некоторых случаях после атмосферных помех очень низкой частоты (ОНЧ) от молниевых разрядов типа «облако-земля» (атмосферик) наблюдается появление радиоимпульсов сверх низкой частоты (СНЧ).
Существует несколько гипотез формирования данного типа сигнала:
- протекание медленного тока - межимпульсная стадия развития молниевого разряда [1];
- релаксация электромагнитного колебания в полости Земля-ионосфера [2];
В начале 90-х годов было обнаружено новое природное явление - высокоатмосферные электрические разряды, проявляющиеся в виде красного излучения (спрайта) на высоте от 40 до 90 км. В работе [3] показано, что возникновение свечения на соответствующих высотах происходит одновременно с регистрацией СНЧ радиоимпульса. По более поздним работам [4] предложено связывать медленные токи, ассоциирующиеся со спрайтами, со вторым пиком СНЧ колебаний, сдвинутым по фазе относительно раннее пришедшего затухающего СНЧ сигнала. Так как предполагается, что первый импульс является следствием вышеуказанных причин. Сообразно разработанным моделям возникновение спрайтов происходит после положительного наземного разряда [5].
Для обработки последовательно отобран 251 разряд. Процент появления сигналов со вторым пиком амплитуды среди обрабатываемых составил 14,7%.
Было установлено, что задержка между ОНЧ амтосфериком и СНЧ излучением лежала в пределах 7 мс, с наиболее вероятными значениями в 1 и 2 мс (35% и 34% соответственно). Вероятность отсутствия задержки составила 15%, а также был зарегистрирован один случай длительности задержки 11 мс. По данным обработки 67,7% положительных разрядов «облако-земля» сопровождалось зарегистрированным СНЧ излучением. 32,3% событий СНЧ импульсов порождены отрицательными разрядами. Большинство СНЧ сигналов имели положительный знак первого квазиполупериода при положительном сферике - 63,3%. Таким образом, можно говорить о необходимости положительного разряда для возникновения СНЧ излучения [5]. В данной записи длительность сигнала лежала в интервале от 6 до 56 мс, с модой в 14 мс. Было выявлено, что первая мода СНЧ колебаний имеет частоту 166,7 Гц (длительность квазиполупериода 3 мс). Частота второй моды импульса - 100 Гц (длительность 7 мс). Для третьей моды равновероятны уже три значения частот: 56 Гц, 62,5 Гц и 71,4 Гц. Сопоставление максимальных значений сигнала наземной молнии с соответствующими максимальными значениями первого квазиполупериода СНЧ-излучения не дает точной зависимости между этими величинами. Но с ростом значений сферика молнии отмечается относительный рост второго параметра. Отсутствуют значения высокой амплитуды квазиполупериодов для малых величин атмосферика. Анализ амплитуд выбранных сфериков поставленных в соответствие с задержкой радиосигнала от высотного разряда относительно радиосигнала вызвавшего атмосферик показывает, что задержка не зависит от величины молниевого разряда в пределах точности 10%. В соответствии с работой [4] было зарегистрировано 37 случаев появления фазового сбоя СНЧ-составляющей из 251 события. Время запаздывания второго пика амплитуды лежало в пределах от 2 до 11 мс и один случай - 40 мс.
Работа поддержана грантами РФФИ 08-02-00348-а, 09-05-98540-р_восток_а и программами Президиума РАН 16 и АВЦП проект № РНП 2.1.1/2555 и ФАНИ г.к.02.740.11.0248.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Юман М.А. Молния. М., Изд. Мир, 1972. - 327 с.
- Альперт Я.Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. М., Изд. Наука, 1972. - 564 с.
- Timothy F. Bell, Steven C. Reising, and Umran S. Inan. Intense continuing currents following positive cloud-to-ground lightning associated with red sprites. Geophysical Research Letters, 1998, - vol. 25, №. 8, p. 1285-1288
- Barrington-Leigh, C. P., Inan, U. S., and M. Stanley. Identification of Sprites and Elves with Intensified Video and Broadband Array Photometry. Journal of Geophysical Research, 2001, - vol. 106, No. A2, p. 1741-1750.
- Гуревич А.В., Зыбин К.П. Пробой на убегающих электронах и электрические разряды во время грозы. УФН, 2001. - Т. 171, № 11. - С. 1177-1199.
- Муллаяров В.А., Торопов А.А., Козлов В.И., Каримов Р.Р. Особенности пространственного распределения положительных грозовых разрядов на Востоке Сибири. Метеорология и гидрология, в печати (2009).
Библиографическая ссылка
Тарабукина Л.Д. НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОНЧ И СНЧ РАДИОСИГНАЛОВ ОТ РАЗРЯДОВ МОЛНИЙ // Успехи современного естествознания. – 2010. – № 8. – С. 31-33;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=8532 (дата обращения: 31.10.2024).