Введение к работе
Известно, что возмущения характеристик принимаемых сверхдлинноволновых (СДВ) радиосигналов связаны с изменением параметров волновода, верхней стенкой которого служит нижняя высотная граница ионосферы (60 - 90 км), а его естественной нижней отражающей поверхностью является земная суша или водная среда.
В то же время, существующие практические проблемы морской и подводной навигации, непрекращающийся научный интерес и затруднения в моделировании и прогнозировании распространения и поглощения радиоволн, а также имеющая огромный научно-практический интерес необходимость мониторинга параметров и диагностики возмущений геосферных оболочек, включая наименее изученную среднюю атмосферу и опасные колебания земной коры, в которых происходит диссипация большей части энергии почти всех видов источников на планете, соединились в рамках функционирования уникальной по диагностическим возможностям и экономичности радионавигационной системы (РНС) ''Омега".
Исследования и длительные наблюдения в этой области позволили включить СДВ как перспективный диапазон и РНС как постоянно действующую систему для разработки и реализации методов диагностики целого ряда гео- и гслиофизических процессов радиосредствами.
Актуальность темы диссертации определяется задачами изучения закономерностей аномального распространения сигналов СДВ-диапазона для прогнозирования и иллюстрации некоторых физических явлений, происходящих в окружающей среде. Наличие устойчивой системы приема и обработки РНС сигналов (в том числе и в Хабаровске)
и большого массива данных, в которых содержится богатая инфор.ма- ция о среде распространения, а также накопившимися противоречивыми выводами при решении одних и тех же задач, вызывает необходимость се обобщения и применения для нужд морской навигации и диагностики геофизических (геосферных) возмущений и аномалий глобального характера,
Кроме того, актуальность исследований подтверждается соответствующим разделом по созданию автоматизированного комплекса регистрации электромагнитных предвестников прогноза крупных землетрясений в Дальневосточном регионе на основе СДВ-диагностики федеральной целевой программы "Развитие федеральной системы сей-. смологических наблюдений и прогноза землетрясений на 1996 - 2005 годы".
Цель работы - разработать методы диагностики и мониторинга возмущений fi взаимодействия геофизических полей в средней атмосфере и литосфере а также поиска предвестников крупных землетрясений в Дальневосточном регионе на,основе физически адекватной интерпретации вариаций характеристикСДВ-сипталов РНС "Омега".
Научная новизна. ;
Создан программно-аппаратурный комплекс для непрерывной регистрации и первичной обработки фаз сигналов РНС "Омега" в Ха-, баровске (ПАК - РНС);
разработана методика выделения спокойного и возмущенного суточного хода набега фазы, создан банк данных суточных вариаций фазы принимаемых сигналов за период одного 11-леїнего цикла солнечной активности;
. классифицированы" особенности коротко- п долгопериодных возмущений вариаций- фаз сигналов на разных частотах СДВ-диапазона для дальневосточных трасс различной ориентации и проти-
женности, показана возможность глобальной диагностики геофизических и гелиогеофіпическкх возмущений и их источников;
показана связь возмущений СДВ-поля в период активизации сейсмотектонических процессов с крупными землетрясениями при различных условиях распространения и параметрах среды;
исследована и показана возможность использования результатов измерений для детерминированного прогноза радионавигационных поправок в условиях нерегулярности параметров волповодмого тракта с целью повышения точности определения местоположения корабля.
Защищаемые научные положения.
1. Характерные для принимаемых в дальневосточном регионе
трасс зависимости суточных и сезонных ходов фаз на различных час
тотах (10.2 кГц, 11.05 кГц и 13.6 кГц) от протяженности трассы, се ори
ентации по отношению к линии терминатора, а также от типа поверх
ности нижней стенки волновода.
1.1. При определенном угле пересечения трассой Австралия-
Хабаровск геомагнитного экватора отмечена потеря фазового цикла
лишь на частоте 10.2 кГц, что объясняется эффектом вырождения мод.
1.2. Зависимость от зенитного угла менее ярко выражена на трас
се Гавайи-Хабаровск. Наибольшая амплитуда суточного хода отмеча
ется на трассе Ля Реюньон-Хабаровск.
2. Наличие инверсии в высотном распределении плотности заря
дов ниже области D-иопосферы, которая интерпретируется как слой С
и наблюдается только на трансэкваториальной трассе в переходных
условиях.
3. Методика выделения и интерпретации долгопериодных
(поелсбуревых) процессов в субполярной и среднеширотной ионосфере,
наблюдающихся после эффектов ППШ и геомагнитной бури.
-
Возможность с помощью ПАК-РИС распознавания и диагностики возмущений фазы принимаемых радиоволн гелиогсофизической и сейсмоэлектрнчсской природы по особенностям возмущений суточных ходов ФРНС-сигналовСДВ-поля и получеши ограничения метода, заключающиеся в необходимости предварительного значительного периода наблюдений для получения спокойного суточного хода.
-
Факт разной реакции фазы на подводные и глубокофокусные, с одной стороны, и континентальные и коровые, с другой стороны, ЗЄМ-. летряссиия с магпитудой М > 5 как по величине вероятности, так и по времени наблюдения относительно момента сейсмического события.
Апробация работы. Основные результаты, представленные в диссертации, докладывались и обсуждались на Международной конференции "Применение средств измерений времени и частоты в народном хозяйстве стран - членов СЭВ", г.Москва (1987); Всесоюзных конференциях по распространению радиоволн, г.Ленинград (1984), г.Харьков (1990); Всесоюзной конференции "Применение время-частотных средств и методов измерений в народном хозяйстве", г.Москва (1983); Межведомственных семинарах по распространению, километровых и более длинных волн, г.Алма-Ата (1984), г.Апатиты (1985), г.Красноярск (1986), г.Харьков (1987), г.Омск (1990); II международный междисциплинарный научный Симпозиум "Закономерности строения и эволюции геосфер" г.Хабаровск (1994); научный семинар института тектоники и геофизики ДВО РАН "Проблемы сейсмичности Дальнего Востока" і.Хабаровск (1997), научный семинар ВЦ ДВО РАН, г.Хабаровск (1997), объединенный межведомственный научный семинар ДВГТУ, г.Владивосток (1997).
Публикации. Основные результаты диссертации были опубликованы в 19 работах, использованы в отчетах по плановым темам НИР
и НИОКРНПО"Дальстапдарт", НИИКТХГТУ, ХФ Гидрометцентра СССР.
Структура и объем работы. Диссертация состой г из введения, четырех глав и заключения, содержит 153 страниц текста, втом числе 33 рисунка и одно приложение, в котором содержится 26 рисунков. Библиография представлена 126 наименованиями отечественных к зарубежных авторов.
