Принцип локальности для радиозондирования слоистых и волновых структур в атмосферах и ионосферах Земли и планет

Cформулирован и подтвержден экспериментально для случая сферически симметричной слоистой среды ранее неизвестный принцип локальности, в соответствии с которым основной вклад в вариации амплитуды и фазы прошедших через неоднородную среду радиоволн вносят окрестности тангенциальных точек, где градиент показателя преломления перпендикулярен лучевой траектории. Принцип локальности утверждает, что при равенстве рефракционных ослаблений, измеренных раздельно по вариациям амплитуды и фазы зондирующих радиоволн, и отсутствии поглощения, тангенциальная точка совпадает с перигеем радиолуча относительно центра сферической симметрии. На основе принципа создан одночастотный метод измерения поглощения, основанный на исключении рефракционного ослабления из измерений интенсивности прошедших через слоистую среду радиоволн. Получены данные об интегральном поглощении радиоволн в атмосфере в зависимости от высоты для полярных, экваториальных регионов, а также в умеренных широтах на длинах волн 19 и 24 см с помощью анализа радиозатменных измерений. Получены ранее неизвестные соотношения, определяющие высоту и пространственное смещение тангенциальной точки при наличии в среде горизонтальных градиентов, что позволяет определять по экспериментальным данным положение и наклон слоев. Соотношения проверены и подтверждены экспериментально на основе анализа данных спутниковых радиозатменных миссий CHAMP, FORMOSAT-3 и других. Создана методика, позволяющая раздельно измерять характеристики турбулентных и слоистых образований, а также определять положение фронтов внутренних атмосферных (ионосферных) волн, что существенно расширяет возможности и открывает новое направление геофизических применений дистанционного радиозондирования, в том числе, для исследования слоистых структур и волновых процессов в атмосферах и ионосферах Земли и планет.
Работа выполнена при поддержке Программы № 22 Президиума РАН, а также гранта РФФИ № 10-02--1015а.