Гончаренко Ю. В., Ківва Ф. В. Інститут радіофізики та електроніки НАН України м. Харків, 61085, Україна Тел.: (+380572) 448-358; e-mail: YGonch@ire.kharkov.ua.

Fig. 1. Variation of temperature profile: 1experiment,

2  model with reflective layer on height 8-9 km.,

3          model with absorption layer on height 14-16 km,

4  reflective layer

Рис. 2. Зміна множника ослаблення F на трасах ДТР: 1Нікітскій ботаніч. сад-Батумі, 2г. Ай-Петрі Батумі, щодо змін індексу геомагнітної активності Ар (3)

Fig. 2. Propagation factor variation (F) on communication line Nikitsky botanic garden Batumi (1) and Ai-Petry-Batumi (2) with Ap geomagnetic index (3)

сигналу фіксувалися обома приймачами. Слід зазначити, що зміни рівня сигналу випереджають зміни Ар індексу більш ніж на 2 дня.

Fig. 3. Variation of signal level during sunrise: A after solar flare 6.07.1966, В before it, 4.07.1966

Радіометричний прийом сонячного випромінювання в діапазоні ЮГГц то ж свідчить про появу на трасі поширення радіохвиль дзеркальних відбивачів. На ріс.З приведена інтерференційна картина (крива А) зафіксована після сильної сонячної спалаху.

Рис. 3. Зміна рівня сигналу при сході Сонця: А після сонячного спалаху 6.07.1966г,

В-до неї, 4.07.1966 р.

Puc. 4. Тимчасова залежність: a щільності потоку високоенергетичних протонів, 6 рівня сигналу до і під час спалаху 9.11.2002 р.

1 миттєві значення,

2 Юмінутное усереднення

Fig. 4. Time dependence a) High energy solar protons density; b) signal level before and during strong solar flare 9.11.2002. 1 level variations, 2 10-minute adjacent averaging.

Дослідження зміни рівня сигналу з геостаціонарного супутника AsiaSat-З, видимого з м. Харкова під кутом місця 4.5 °, на частоті 3610 МГц дозволило уточнити тимчасові затримки між приходом до орбіти Землі високоенергетичних часток, що з’явилися в результаті сонячного спалаху і зміною рівня сигналу (рис 4), також вдалося визначити спектр його флуктуацій (рис. 5).

Рис. 5. Спектр варіацій сигналу N (A), що приймається з телекомунікаційного супутника: 1 до, 2во час сильної сонячної спалаху. 3 сильні завмирання сигналу, що з’явилися після початку спалаху

Fig. 5. Spectrum of signal variation (N(A)) from telecommunication satellite: 1before solar flare 2during strong solar flare, 3strong signal fading after solar flare beginning

III. Висновок

Таким чином, через 2-3 години після початку сонячного спалаху відбуваються зміни структури варіацій рівня сигналу, також відбувається незначне (близько 10%) його зменшення. Природа цього явища поки не може бути повністю пояснена. Воно може бути пов’язане з появою на великих висотах перистих хмар [3] або з аерозольними шарами, образів вавшихся під впливом високоенергетичних сонячних частинок. Очікуваний розмір таких часток було розраховано в [4] і склав, приблизно 0.2 мкм, що не суперечить природі водних аерозолів, а фізичні властивості такого шару відповідають моделі Дерміджяна для стратосферних аерозолів [5].

IV. Список літератури

[1]   Francois Du Castel. Tropospheric Radiowave Propagation beyond the Horizon,. Oxford. Pergamon press Ltd., 1966.

[2] М. І. Пудовкін, А. Л Дементеева. Зміни висотного температурного профілю нижньої атмосфери протягом сонячного протонного події. Геомагнетизм і аерономія. Т. 37 № 3 1997, с. 84-91.

[3] Г. М. Айвазян. Поширення міліметрових і субміліметрових хвиль в хмарах. Ленінград, Гидрометеоиздат, 1991. 497 с.

[4] У. V. Goncharenko, F. V.Kiwa. Evaluation ofthe atmospheric aerosol particle size in the reflective layer produced by strong solar flares. Proceeding of conference Mathematical methods in electromagnetic theory. Kiev, 2002.

[5] Д. Дейрменджан. Розсіювання електромагнітного випромінювання сферичними полідисперсними частками –

М.: Мир. 1971.165 с.

INVESTIGATION OF STRONG SOLAR FLARES INFLUENCE ON HIGH TROPOSPHERIC STRUCTURE

Yuri V. Goncharenko, Felix V. Kiwa

Usikov Institute For Radiophysics and Electronics National Academy of Science of Ukraine (IRE NASU)

12,     Ak. Proskura, Kharkiv, 61085, Ukraine Tel: 38 (0572) 448-358; Fax: 38 (0572) 441-105 E-mail: YGonch(3)ire.kharkov. ua

Abstract Some experimental data from tropospheric communication lines are presented. It is shown that reflective layer, which was predicted by the theoretical model, is detected. This one influences radiowave propagation of different wavelengths (1.5 m, 10 cm, 3 cm).

I.  Introduction

Nowadays there are many scientists, who trying to build models, which connect solar activity with process in the troposphere, and with the weather exactly. But to present day we don’t have a model, which explains all problems of solarterrestrial links. One of the most important problems, which come up on this way, is a deficit of continuous experimental data. This type of data could be obtained using weather balloon, rocket or aircraft sounding, etc. But all these methods could not be used to get big arrays of continuous data due to its expensiveness.

It is well known that behaviour of refraction coindex N with height plays a significant part in tropospheric radiowave propagation beyond the horizon. This coindex is connected with main meteorological parameters of atmosphere [1].

Depending on their behaviour we may have a total or partial radiowave reflection, or ducting propagation [1]. So, radiowaves propagation is the sensitive instrument, which helps scientists, to define parameters of atmosphere.

Experimental measurements of the low and middle atmosphere temperature profile show that it was changed after strong solar flares. The theoretical model explains this phenomena using atmospheric absorptive or reflective layer, with heights from 5 to 20 km. Good agreement between experimental data and numerical simulation was achieved for layers with 14-16 and 8-9 km height respectively, and coefficient of transparency about 90% (Fig. 1) [2]

II.  Main part

There are some experimental data that confirm this model. We take experimental data from communication line Nikitsky botanic garden Batumi and Ai-Petry Batumi at frequency 200MHz. The length of this line was 600km. In Fig. 2 we can see the strong decrease attenuation factor F, from (80-100) dB till (30-10) dB which appeared when strong solar flare on the 8th of June, 1967 had started. This phenomenon can be explained by reflection from layer on 9-km height approximately.

It is interesting, that increase of signal level takes the lead variation of Ар-index over 2 days.

The result of radiometric solar radiation receiving at wavelength range 10GHz is shown on Fig. 3. During and after solar flare we can see an interference phenomenon, that didn’t take a place in quiet atmosphere.

In 2001-2002 years the satellite communication line was used to determine variations of atmospheric parameters. Fig. 4 and 5 present variations of signal level from telecommunication satellite ASIASAT-3 (main frequency 3610MHz) during strong solar flares on 9th of November, 2002.

III.  Conclusion

It is shown that the fast signal decrease appeared after strong solar flare. We can see that structure of signal has changed in 2-3 hours after solar flare beginning. The nature of this phenomenon can’t be determined now. It may be fleecy clouds or aerosol particle [3], produced by high energetic solar protons. The size of this particles was calculated in [4] and this one is, approximately, 0.2|jm. The physical properties of this layer (concentration and radius of particle) comply with Deirmenjian distribution for stratospheric aerosols [5].

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2003р.