Расчет физических свойств ионосферы

Задание на РГЗ:

1. По исходным данным рассчитать:

1.1. Солнечное склонение .

1.2. Зенитный угол .

1.3. Функцию зенитного угла F ().

2. По исходным данным и значению зенитного угла рассчитать высоты максимума F-слоя.

3. По исходным данным и значению зенитного угла рассчитать значения скорости ионизации в максимуме.

4. По исходным данным и данным п. 3 рассчитать значения константы скорости рекомбинации .

5. Рассчитать значения электронной концентрации n_em и критических частот f_кр (Гц).

6. Построить графики зависимостей f_кр(t) и h_m(t).

Исходные данные:

где: — географическая широта;

I — интенсивность солнечного излучения;

m — месяц;

N — день (дата);

H — высота однородной атмосферы.

1. По исходным данным рассчитаем:

1.1. Солнечное склонение :

=arcsin (0.398sin ((n'-3.17))/6)

n'=12(n+16)/365.25

n — число дней от начала года до дня, для которого необходимо провести расчет, включая этот день;

n=30.5(m-1)+N

n=30.5(6−1)+15=167.5

n'=12(167.5+16)/365.25=6.03

=arcsin (0.398sin ((6.03−3.17))/6)=0.4082

1.2. Зенитный угол :

=arccos (sinsin-coscoscos (t/12))

где: t — местное время (час)

Заполним таблицу:

1.3. Функцию зенитного угла F ():

90⁰

F ()=(z_p/2)^½(1.6 069 663+0.5 564 3831y)/(1.619 896+

+1.724 5609y+y²) при 0y8

F ()=(z_p/2)^½0,56 498 823/(0,6 651 874+y) при 8y100

y=(z_p/2) ^½cos

z_p=1000

90⁰

F ()=(2 z_p)^½[(sin)^½exp (z_p(1- sin))]-F (180⁰-)

Заполним таблицу:

2. По исходным данным и зачению зенитного угла рассчитаем высоты максимума F-слоя:

h_m=Hln (Hn₀F ())

где: =10^-22 м²;

n₀=10¹⁸ м^-3.

Заполним таблицу:

3. По исходным данным и значению зенитного угла рассчитаем значения скорости ионизации в максимуме:

q_m=(I/eH)/ F ()

Заполним таблицу:

4. По исходным данным и данным п. 3 рассчитаем значения константы скорости рекомбинации :

=kn₀

где: k=210^-17 (м³с^-1) — константа скорости реакции O⁺+N₂NO⁺+N

Вычислим :

=kn₀=210^-1710¹⁸=20=const

5. Рассчитаем значения электронной концентрации n_em и критических частот f_кр:

n_em=q_m/

f_кр=(80.8n_em)]

Заполним таблицу:

6. Построим графики зависимостей f_кр(t) и h_m(t):

График зависимости h_m(t):

График зависимости f_кр(t):

1. Гинзбург В. Л. «Распространение электромагнитных волн в плазме.» -М., Наука, 2006. — 683 с.

2. А. В. Гуревич А.В. Шварцбург «Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере» -М., Наука, 2003 г., 201 с.

3. К. Дэвис «Радиоволны в ионосфере.» — М., Мир, 2001 г. — 501 с.