Поляризационные характеристики низкочастотных волн, наблюдаемых в ионосфере

В настоящей работе рассмотрены особенности распространения низкочастотных электромагнитных излучений в возмущенной области ионосферы. Анализ картины наблюдаемых явлений с помощью метода сингулярного разложения позволил проанализировать поляризацию возмущений плазмы и направленности вектора плотности потока энергии электромагнитного поля. Начиная с определенных частот дисперсионные характеристики приобретают специфический загиб, характеризующийся изменением поляризации.
Было обнаружено изменение параметров распространяющихся волн в окрестности перекрестной частоты, а именно изменение полярного (на 30о-40о) и азимутального (вплоть до 90о) углов.
Для ионосферы Земли основными компонентами являются атомарный водород, ионы гелия и атомарного кислорода, поэтому дисперсионные кривые для волн, распространяющихся вдоль геомагнитного поля, пересекаются на двух перекрестных частотах, где показатель преломления для двух характеристических волн (быстрой магнитозвуковой, выше гирочастоты ионов переходящей в электронный свист, и ионно-циклотронной волны) один и тот же. На частотах пересечения этих кривых возможен энергетический обмен между характеристическими волнами, в результате чего возможно возбуждение ионно-циклотронных волн. При распространении ионно-циклотронный волновой пакет приходит с большим запаздыванием, что объясняет характерный загиб на наблюдаемых спектрограммах волновых возмущений. По наблюдаемым спектрограммам возможно определять ионную гирочастоту на высоте спутника (по значению частот отсечки) и относительные концентрации ионов (по перекрестным частотам).
Работа выполнена при поддержке проекта “Госзадание Министерства образования и науки Российской Федерации” (№ Н-076-9/ПЧ) и “Гранта Правительства Российской Федерации” (№ 14.B25.31.0008).