Расчет физических свойств ионосферы

Задание на РГЗ:

1. По исходным данным рассчитать:

1.1. Солнечное склонение d.

1.2. Зенитный угол c.

1.3. Функцию зенитного угла F(c).

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 b.

5. Рассчитать значения электронной концентрации nem и критических частот fкр (Гц).

6. Построить графики зависимостей fкр(t) и hm(t).

Исходные данные:

где:   j - географическая широта;

          I - интенсивность солнечного излучения;

          m - месяц;

          N - день (дата);

          H – высота однородной атмосферы..

1.                 По исходным данным рассчитаем:

1.1.          Солнечное склонение d:

d=arcsin(0.398×sin(p×(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

d=arcsin(0.398×sin(p×(6.03-3.17))/6)=0.4082

1.2.          Зенитный угол c:

c=arccos(sinj×sind-cosj×cosd×cos(pt/12))

где: t – местное время (час)

Заполним таблицу:

1.3.          Функцию зенитного угла F(c):

c £ 900

F(c)=(p×zp/2)1/2(1.06069663+0.55643831×y)/(1.0619896+

+1.7245609×y+y2)                                     при 0£y£8

F(c)=(p×zp/2)1/20,56498823/(0,06651874+y)        при 8£y£100

y=(zp/2) 1/2|cosc|

zp=1000

c>900

F(c)=(2p× zp)1/2[(sinc)1/2×exp(zp(1- sinc))]-F(1800-c)

Заполним таблицу:

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

hm=H×ln(s×H×n0×F(c))

где:    s=10-22 м2;

          n0=1018 м-3.

Заполним таблицу:

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

qm=(I/e×H)/ F(c)

Заполним таблицу:

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

b=k×n0

где:    k=2×10-17 (м3×с-1) – константа скорости реакции O++N2®NO++N

Вычислим b:

b=k×n0=2×10-17×1018=20=const

5.                 Рассчитаем значения электронной концентрации nem и критических частот fкр:

nem=qm/b

fкр=Ö(80.8nem)]

Заполним таблицу:

6.                 Построим графики зависимостей fкр(t) и hm(t):

График зависимости hm(t):

График зависимости fкр(t):

Список использованной литературы

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.