Strefy zagęszczeń powstają wskutek wychwytywania zjonizowanych cząstek przez ziemskie pole magnetyczne, odgrywające w tym przypadku rolę czynnika segregującego i porządkującego elektrony i jony według ich energii.
Na rysunku 5 pokazane są tory fal radiowych, dających echa o różnej długości, na tle domniemanej konfiguracji magnetycznych pułapek plazmy. W taki sposób obserwowane echa radiowych sygnałów czasu znajdują teoretyczne uzasadnienie, pozwalając równocześnie badać kontury stref zagęszczeń i rozrzedzeń plazmy elektronowej w egzosferze.
Interesujące jest, że obserwacje tzw. świstów atmosferycznych (whistlers), stanowiących naturalne sygnały elektromagnetyczne o bardzo długiej fali (powyżej 20 km), dają echa radiowe o długości tego samego rzędu. W związku z tym mechanizm powstawania ech wydaje się podobny. Dotychczasowa interpretacja ech świstów opierała się na założeniu występowania specjalnego rodzaju propagacji ze znacznie zmniejszoną prędkością, wielokrotnie mniejszą od prędkości światła. Takiemu tłumaczeniu propagacji świstów przeczą jednak następujące fakty: 1) zbyt duże tłumienie sygnałów elektromagnetycznych w tym mechanizmie (setki db): 2) nieodpowiedni czas powrotu sygnału ech (rzędu kilku sekund). Proponowany obecnie mechanizm zakłada, że w grę wchodzi w tym przypadku rozchodzenie się harmonicznych impulsów małej częstotliwości, przy czym różnica częstotliwości dwu kolejnych impulsów odtwarza po demodułacji w jonosferze pierwotną częstotliwość sygnału. Wyjaśnia to następujący wzór: (n + 1) – nfj = fu gdzie n – numer harmonicznej, fi – częstotliwość podstawowa.
Demodulacja powstaje dzięki nieliniowym właściwościom jonosfery. Przytoczony wyżej wzór odnosi się nie tylko do świstów atmosferycznych, ale również i do sygnałów radiostacji, pracujących na falach o długości powyżej 10 000 m.
Warunkiem istnienia w jonosferze prędkości sygnału, zbliżonej do prędkości światła, jest, jeżeli chodzi o tzw. promień zwyczajny, spełnienie następujących nierówności: f > Jo oraz f > fn> gdzie częstotliwość danego sygnału, f0 – częstotliwość drgań własnych plazmy, fu – tzw. częstotliwość żyromagnetyczna, wyrażająca się wzorem fu = 2800 H kc/sek, gdzie H natężenie pola geomagnetycznego w Oerstedach.
Ilościowe ujęcie sprawy częstotliwości i długości fali drgań plazmy przedstawia rysunek 6. Obserwacje ech radiowych, jak również efektów wzmocnienia sygnałów w egzosferze stanowią oryginalny program naszych badań jonosfe- rycznych w kraju i na Antarktydzie,
Leave a reply