Способ диагностики магнитного поля изолированных структур солнечной атмосферы

Авторы патента:


 

Использование: в радиоастрономии для моделирования явлений на Солнце. Сущность изобретения: способ диагностики основан на эффекте экранирования радиоизлучения короны плотной структурой (магнитной петлей, волокном). По частотному спектру излучения структур в депрессии относительно фона измеряют критические частоты выхода радиоволн, на которых депрессия поляризованных по кругу компонент излучения максимальна: меньшая из критических частот fo (Гц) соответствует обыкновенной волне; большая fe (Гц) - необыкновенной. Модуль вектора магнитного поля В (Гс) определяют по формуле B = 3,5610-7 fe(1-f2o/f2e).. 2ил.

Изобретение относится к радиоастрономии и физике Солнца и преимущественно может быть использовано для достоверного моделирования явлений на Солнце при исследовании изолированных контрастных структур в солнечной атмосфере: магнитных петель, волокон, протуберанцев. Для решения проблем солнечно-земных связей важное значение имеют диагностика и прогнозирование различных геоэффективных явлений, зависящих от солнечной активности. Имеются конкретные примеры воздействия гелиогеофизических возмущений на наземные технические системы. Магнитное поле определяет строение солнечной атмосферы и является возможным источником солнечных вспышек, выбросов (транзиентов), оказывающих большое влияние на Землю и окружающее пространство.

Измерения, основанные на оптическом эффекте Зеемана (1), позволяют определить величину магнитного поля лишь на поверхности Солнца (фотосфере). Сведения же о верхних слоях солнечной атмосферы хромосфере и короне можно получить, исследуя радиоизлучение. Обычно во время поляризационных радионаблюдений Солнца анализируют частотные спектры поляризованного по кругу излучения радиоисточника, используя известные механизмы эмиссии равновесной (тепловой) и неравновесной (нетепловой) плазмы.

Электромагнитное излучение короны в разных диапазонах с высоким пространственным разрешением указывает на чрезвычайно сложную неоднородную структуру солнечной атмосферы, состоящей из петель, волокон, лучей и т.п. Получение достоверных сведений о магнитном поле таких образований представляет сложную проблему.

За прототип принято решение (2), при котором измеряют поляризованное по кругу радиоизлучение изолированных структур Солнца в микроволновом диапазоне волн и, используя модель однородного источника в рамках тормозного механизма излучения, когда вклад магнитотормозного механизма несуществен (слабые поля), определяют продольную относительно направления наблюдения составляющую магнитного поля где I/f наклон спектра на частоте f; 1=IR+IL интенсивность излучения; V= IR-IL поляризованное по кругу излучение; IR, IL право- и левополяризованные компоненты; С - константа.

В то же время применение решения (3) к реальным источникам имеет недостатки. Как отмечено в (4), эти измерения могут привести к большим ошибкам, поскольку в (1) используются интегральные характеристики I и V, которые формируются в неоднородном источнике со значительным изменением всех параметров. Кроме того, измеряется всего лишь продольная составляющая вектора магнитного поля.

Задача изобретения повышение достоверности диагностики магнитного поля изолированных структур солнечной атмосферы.

Задача решается тем, что по измерению частотного спектра излучения структур (волокон, петель) в депрессии относительно фона определяют критические частоты выхода радиоволн, на которых депрессия поляризованных по кругу компонент излучения максимальна, при этом меньшая критическая частота fo [Гц] соответствует обыкновенной волне, большая fe [Гц] необыкновенной модуль вектора магнитного поля В(Гс) определяют формуле B = 3,5610-7fe(1-f2o/f2e). (2) На фиг. 1 изображена солнечная атмосфера с холодным волокном: а) распределение кинетической температуры Т и электронной концентрации ne по высоте h над фотосферой; б) частотные спектры поляризованных по кругу необыкновенной (у) и обыкновенной (о) компонент радиоизлучения (сплошная линия); штриховая линия фон; на фиг. 2 солнечная атмосфера с горячей петлей: а) распределение кинетической температуры Т и электронной концентрации ne по высоте h над фотосферой; б) частотные спектры поляризованных по кругу необыкновенной (у) и обыкновенной (о) компонент радиоизлучения (сплошная линия); штриховая линия фон, Для обоснования (1) рассмотрим условия формирования частотного спектра радиоизлучения структуры (петли, волокна) с повышенной по сравнению с окружающей короной электронной концентрацией. Условия обращения в нуль показателя преломления двух типов нормальных волн, которые могут распространяться в однородной магнитоактивной плазме, выглядят следующим образом (5): v 1, j o, (3) где индексы j соответствуют обыкновенной (о) и необыкновенной (е) волне, v, u безразмерные параметры
fp ленгмюровская частота
fp= (ne2/m)1/2, (7)
fB гирочастота электронов
fB= eB/(2mc), (8)
f частота электромагнитной волны, е и m заряд и масса электрона, n - электронная концентрация, с скорость света.

Из (2), (3), (4), (5) получим значения критический частот
f0 f p (9)
fe= fB/2+(f2B/4+f2p)1/2 (10)
Из (8), (9) совместно с (7) следует
B = (2mc/e)fe(1-f2o/f2e). (11)
И далее при подстановке численных констант в выражение (11) получим (2).

Способ диагностики магнитного поля изолированных структур солнечной атмосферы, включающий измерение поляризованного по кругу радиоизлучения изолированных структур, отличающийся тем, что дополнительно измеряют частотный спектр излучения структур в депрессии относительно фона, определяют критические частоты выхода радиоволн, на которых депрессия поляризованных по кругу компонент излучения максимальна, при этом меньшая критическая частота f0, Гц, соответствует обыкновенной волне, большая fe, Гц, необыкновенной, а модуль вектора магнитного поля В, Гс, определяют по формуле
B = 3,5610-7fe(i-f2o/f2e).

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геофизическим методам разведки, в частности к области электромагнитных зондирований, предназначенных для определения параметров геоэлектрических слоев, слагающих осадочный разрез, и может быть использовано в структурной электроразведке, при поисках нефтяных и газовых месторождений, гидрогеологических исследованиях, поисках строительных материалов и т.п

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в геофизических исследованиях, в геодезии в составе измерительных систем

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для формирования электромагнитных импульсов, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, а также при проведении электроразведочных работ в геологии, геофизике, горном деле, при получении неполярных жидкостей в химии

Изобретение относится к способам для разработки нефтяных и газоконденсатных месторождений и устройствам их осуществления и может быть использовано в нефтяной промышленности, а также при проведении электроразведочных работ в геологии, геофизике, горном деле

Изобретение относится к геофизике, в частности к способам геоэлектроразведки с использованием электромагнитных волн высокой частоты, и предназначено для обнаружения подповерхностных объектов, например рудных месторождений
Изобретение относится к геофизике и предназначено для краткосрочного прогноза места и времени сильнейших коровых землетрясений с магнитудой М более 5,5 в сейсмоактивных регионах на основе радиоволнового обнаружения и локации областей сейсмо-ионосферных взаимодействий в районах потенциально опасных сейсмических зон сейсмоактивных регионов Земли

Изобретение относится к области геологической разведки и может быть использовано для определения эффективной комплексной электропроводности земной коры

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к антеннам высоких частот, и предназначено для излучения и приема электромагнитных волн при работе вблизи поверхности раздела атмосфера материальная среда, например, в геофизических радиолокаторах, устройствах медицинской диагностики и т.п

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано для дистанционного исследования поверхности Земли, подповерхностной структуры почв, пород, обнаружения зарытых объектов, а также повышения безаварийности движения транспортных средств в труднопроходимых условиях и при ограниченной видимости

Изобретение относится к области геологоразведочных работ, а именно к способам поиска нефтяных и газовых месторождений

Изобретение относится к области геофизики и предназначено для использования в службах прогнозирования землетрясений, тектонических и техногенных подвижек

Изобретение относится к области геофизики и может быть применено для поиска электромагнитных предвестников землетрясений

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для выявления и оконтуривания скоплений глины, опасных по прорывам в горные выработки, при разработке мощных крутопадающих угольных пластов и пластообразных рудных залежей, перекрытых на выходах связными глинистыми отложениями, обрушивающимися в выработанное пространство

Изобретение относится к геофизическим способам исследования природных сред и может быть успешно использовано в области инженерной геологии

Изобретение относится к области сейсмологии и может найти применение в национальных системах наблюдения и обработки данных геофизических измерений для прогнозирования землетрясений

Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации, а именно к устройствам определения расположения и формы неоднородностей и включений в строительных конструкциях и сооружениях

Изобретение относится к технике обнаружения инородных образований в почве, а конкретно мин, в частности противопехотных

 

Наверх