Тема 20/100🔬 Наука / факт

Профіль провідності іоносфери та експоненційна модель

Поведінкою порожнини керує висотний профіль провідності нижньої іоносфери. У першому наближенні провідність зростає приблизно експоненційно з висотою: з кожним кроком висоти на сталий характерний масштаб (порядку одиниць км) провідність зростає в сталу кількість разів.

Поведінкою порожнини керує висотний профіль провідності нижньої іоносфери. У першому наближенні провідність зростає приблизно експоненційно з висотою: з кожним кроком висоти на сталий характерний масштаб (порядку одиниць км) провідність зростає в сталу кількість разів. Тож можна записати приблизно \sigma(z) \propto e^{z/\zeta}, де \zeta — характерна висота профілю порядку одиниць км.

Це експоненційне зростання істотне тому, що ELF-хвиля проникає в іоносферу лише на глибину, де провідність досягає критичного значення; вище поле вже швидко загасає. Тож профіль визначає ефективну „стелю“ порожнини, а разом із нею й втрати, які зсувають частоти (див. #18) та знижують Q-фактор (див. #19).

Оскільки електрична та магнітна складові поля „відчувають“ іоносферу на різних висотах, однієї експоненти не досить для точного опису; тому вводять дві характерні висоти (див. #21) та уточнені двоекспоненційні („knee“) моделі (див. #22).

Ключові слова

фізика резонатораQ-факторвласні модизгасанняхарактерні висотифазова швидкість

Пов’язане: Ідеальна та реальна втратна порожнина — зсув частот, Q-фактор, загасання та ширина спектральних ліній, Дві характерні висоти (електрична та магнітна), „Knee“-модель провідності іоносфери

Джерела

NickolaenkoHayakawa2002Nickolaenko, A. P., & Hayakawa, M. (2002). Resonances in the Earth–Ionosphere Cavity. Kluwer Academic Publishers. — Monografie.
Sentman1995Sentman, D. D. (1995). Schumann resonances. In H. Volland (Ed.), Handbook of Atmospheric Electrodynamics, Vol. I (s. 267–295). CRC Press. — Klasický přehled. doi:10.1201/9780203719503