✖


Jump to content

Шумановские резонансы

(Перенаправлено из резонанса Шумана )
Продолжительность: 25 секунд.
Упрощенная художественная анимация резонанса Шумана в атмосфере Земли.
Схема резонансов Шумана в атмосфере Земли

Резонансы Шумана ( СР ) представляют собой набор пиков спектра в крайне низкочастотной части Земли спектра электромагнитного поля . Резонансы Шумана — глобальные электромагнитные резонансы , генерируемые и возбуждаемые грозовыми разрядами в полости, образованной поверхностью Земли и ионосферой . [1]

Описание

[ редактировать ]

Явление глобального электромагнитного резонанса названо в честь физика Винфрида Отто Шумана, который математически предсказал его в 1952 году.Резонансы Шумана являются основным фоном в части электромагнитного спектра. [2] от 3 Гц до 60 Гц [3] и проявляются в виде отчетливых пиков на чрезвычайно низких частотах около 7,83 Гц (основной), 14,3, 20,8, 27,3 и 33,8 Гц. [4]

Резонансы Шумана возникают потому, что пространство между поверхностью Земли и проводящей ионосферой действует как закрытый волновод , хотя и переменного размера . Ограниченные размеры Земли заставляют этот волновод действовать как резонансная полость для электромагнитных волн в крайне низкочастотном диапазоне. Полость естественным образом возбуждается электрическими токами при молнии.

В нормальном описании резонансов Шумана основной модой является стоячая волна в полости Земля-ионосфера с длиной волны , равной длине окружности Земли. Самая низкочастотная мода имеет наибольшую интенсивность, а частота всех мод может незначительно меняться из-за солнечных возмущений в ионосфере (сжимающих верхнюю стенку замкнутой полости). [ нужна ссылка ] среди других факторов. Высшие резонансные моды расположены с интервалом примерно 6,5 Гц (как можно увидеть, введя числа в формулу ), характеристика, приписываемая сферической геометрии атмосферы. Пики имеют спектральную ширину около 20% из-за затухания соответствующих мод в диссипативном резонаторе. [ нужна ссылка ]

Наблюдения за резонансами Шумана использовались для отслеживания глобальной грозовой активности. Из-за связи между молниевой активностью и климатом Земли было высказано предположение, что их можно использовать для мониторинга глобальных изменений температуры и изменений содержания водяного пара в верхней тропосфере. Резонансы Шумана использовались для изучения нижней ионосферы на Земле и были предложены как один из способов исследования нижней ионосферы на небесных телах. [5] [6] Некоторые предположили, что молнии на других планетах можно обнаружить и изучить с помощью резонансных сигнатур Шумана этих планет. [5] [6]

Сообщалось о влиянии на резонансы Шумана после геомагнитных и ионосферных возмущений. Совсем недавно дискретное резонансное возбуждение Шумана было связано с кратковременными световыми событиями — спрайтами , ELVES , джетами и другими молниями в верхних слоях атмосферы . [ нужна ссылка ] Новая область интересов, связанная с использованием резонансов Шумана, связана с краткосрочным прогнозированием землетрясений . [ нужна ссылка ]

Интерес к резонансам Шумана возобновился в 1993 году, когда Э. Р. Уильямс показал корреляцию между резонансной частотой и температурой тропического воздуха, предположив, что резонанс можно использовать для мониторинга глобального потепления . [5] [6] В геофизических исследованиях резонансы Шумана используются для обнаружения морских месторождений углеводородов. [7] [ нужна страница ]

История

[ редактировать ]

В 1893 году Джордж Фрэнсис Фитцджеральд заметил, что верхние слои атмосферы должны быть довольно хорошими проводниками. Предположив, что высота этих слоев составляет около 100 км над землей, он подсчитал, что колебания (в данном случае низшая мода резонансов Шумана) будут иметь период 0,1 секунды. [8] Из-за этого вклада было предложено переименовать эти резонансы в «резонансы Шумана – Фитцджеральда». [9] Однако открытия Фитцджеральда не получили широкой известности, поскольку они были представлены лишь на заседании Британской ассоциации содействия развитию науки , после чего последовало краткое упоминание в колонке в журнале Nature .

Первое предположение о существовании ионосферы, способной улавливать электромагнитные волны , принадлежит Хевисайду и Кеннелли (1902). [10] [11] Прошло еще двадцать лет, прежде чем Эдвард Эпплтон и Барнетт в 1925 году [12] смогли экспериментально доказать существование ионосферы.

Хотя некоторые из наиболее важных математических инструментов для работы со сферическими волноводами были разработаны Г. Н. Уотсоном в 1918 году, [13] именно Винфрид Отто Шуман первым изучил теоретические аспекты глобальных резонансов волноводной системы Земля-ионосфера, известных сегодня как резонансы Шумана. В 1952–1954 Шуман вместе с Х.Л. Кенигом предпринял попытку измерения резонансных частот. [14] [15] [16] [17] Однако так продолжалось до измерений, проведенных Бальзером и Вагнером в 1960–1963 гг. [18] [19] [20] [21] [22] что были доступны адекватные методы анализа для извлечения резонансной информации из фонового шума. С тех пор интерес к резонансам Шумана в самых разных областях возрос.

Основная теория

[ редактировать ]

Разряды молнии считаются основным естественным источником возбуждения резонанса Шумана; Каналы молний ведут себя как огромные антенны, излучающие электромагнитную энергию на частотах ниже 100 кГц. [23] Эти сигналы очень слабы на больших расстояниях от источника молнии, но волновод Земля-ионосфера ведет себя как резонатор на чрезвычайно низких резонансных частотах. [23]

В идеальном резонаторе резонансная частота -й режим определяется радиусом Земли и скорость света . [14]

Реальный волновод Земля-ионосфера не является идеальным электромагнитным резонансным резонатором. Потери из-за конечной электропроводности ионосферы снижают скорость распространения электромагнитных сигналов в полости, что приводит к тому, что резонансная частота оказывается ниже, чем можно было бы ожидать в идеальном случае, а наблюдаемые пики становятся широкими. Кроме того, существует ряд горизонтальных асимметрий — разница высоты ионосферы днем ​​и ночью, широтные изменения магнитного поля Земли , внезапные ионосферные возмущения, поглощение полярной шапки, изменение радиуса Земли на ± 11 км от экватора до географические полюса и т. д., которые вызывают другие эффекты в спектрах мощности резонанса Шумана. [ нужна ссылка ]

Измерения

[ редактировать ]

Сегодня резонансы Шумана регистрируются на многих отдельных исследовательских станциях по всему миру. Датчики, используемые для измерения резонансов Шумана, обычно состоят из двух горизонтальных магнитных индуктивных катушек север-юг и восток-запад для измерения составляющих магнитного поля , а также вертикальной электрической дипольной антенны для измерения вертикальной составляющей электрического поля . Типичная полоса пропускания приборов составляет 3–100 Гц. Амплитуда резонансного электрического поля Шумана (~300 микровольт на метр) значительно меньше статического электрического поля хорошей погоды (~150 В/м) в атмосфере . [24]

Аналогично, амплитуда магнитного поля резонанса Шумана (~ 1 пикотесла) на много порядков меньше магнитного поля Земли (~ 30–50 микротесла). [24] Для обнаружения и записи резонансов Шумана необходимы специализированные приемники и антенны. Электрическую составляющую обычно измеряют с помощью шаровой антенны, предложенной Огавой и др. в 1966 году. [25] подключен к высокоомному усилителю . Катушки магнитной индукции обычно состоят из десятков или сотен тысяч витков проволоки, намотанной на сердечник с очень высокой магнитной проницаемостью .

Зависимость от глобальной грозовой активности

[ редактировать ]

С самого начала исследований резонанса Шумана было известно, что их можно использовать для мониторинга глобальной грозовой активности. происходит около 2000 гроз В любой момент времени на земном шаре . [26] Производит около 50 молний в секунду , [27] эти грозы напрямую связаны с фоновым сигналом резонанса Шумана.

Определение пространственного распределения молний по записям резонанса Шумана представляет собой сложную задачу. Для оценки интенсивности молнии по записям Шумановского резонанса необходимо учитывать как расстояние до источников молнии, так и распространение волны между источником и наблюдателем. Распространенный подход заключается в том, чтобы сделать предварительное предположение о пространственном распределении молний на основе известных свойств грозовой климатологии . Альтернативный подход — разместить приемник на Северном или Южном полюсе , которые в течение дня остаются примерно на равном расстоянии от основных центров гроз. [28]

Один метод, не требующий предварительных предположений о распределении молний. [29] основан на разложении средних спектров фонового резонанса Шумана с использованием соотношений между средними электрическими и магнитными спектрами и между их линейной комбинацией. Этот метод предполагает, что полость сферически симметрична и, следовательно, не включает известные асимметрии полости, которые, как полагают, влияют на резонанс и свойства распространения электромагнитных волн в системе.

Суточные вариации

[ редактировать ]

Наиболее документированными и наиболее обсуждаемыми особенностями явления резонанса Шумана являются суточные изменения спектра мощности фонового резонанса Шумана.

Характерная суточная запись резонанса Шумана отражает свойства как глобальной грозовой активности, так и состояния полости Земля-ионосфера между областью источника и наблюдателем. Вертикальное электрическое поле не зависит от направления источника относительно наблюдателя и, следовательно, является мерой глобальной молнии.

Суточное поведение вертикального электрического поля демонстрирует три отчетливых максимума, связанных с тремя «горячими точками» планетарной молниеносной активности: один в 9 UT ( всемирное время ), связанный с дневным пиком грозовой активности в Юго-Восточной Азии ; один в 14 UT связан с пиком грозовой активности в Африке ; и один в 20 UT, связанный с пиком грозовой активности в Южной Америке . Время и амплитуда пиков меняются в течение года, что связано с сезонными изменениями грозовой активности.

Рейтинг «Дымоход»
[ редактировать ]

В целом, африканский пик является самым сильным, что отражает основной вклад африканского «дымохода». [ нужны разъяснения ] глобальной грозовой активности. Рейтинг двух других пиков — азиатского и американского — является предметом ожесточенных споров среди ученых, занимающихся резонансом Шумана. Наблюдения за резонансом Шумана, сделанные в Европе, показывают больший вклад из Азии, чем из Южной Америки, тогда как наблюдения, сделанные в Северной Америке, показывают, что доминирующий вклад исходит из Южной Америки.

Уильямс и Сатори [30] предполагают, что для получения «правильного» рейтинга дымоходов Азия-Америка необходимо исключить влияние дневных/ночных вариаций проводимости ионосферы (влияние асимметрии день-ночь) из записей резонанса Шумана. «Исправленные» записи, представленные в работе Сатори и др. [31] показывают, что даже после удаления влияния асимметрии дня и ночи из записей резонанса Шумана азиатский вклад остается большим, чем американский.

Аналогичные результаты были получены Pechony et al. [32] который рассчитал резонансные поля Шумана на основе спутниковых данных о молниях. Предполагалось, что распределение молний на спутниковых картах является хорошим показателем источников шумовских возбуждений, хотя спутниковые наблюдения преимущественно измеряют молнии в облаках, а не молнии между облаками и землей, которые являются основными возбудителями резонансов. Оба моделирования – те, которые пренебрегали асимметрией дня и ночи, и те, которые принимали эту асимметрию во внимание – показали один и тот же рейтинг дымоходов Азии и Америки. С другой стороны, некоторые данные оптических спутников и климатологические данные о молниях позволяют предположить, что южноамериканский грозовой центр сильнее азиатского. [27]

Причина несоответствия рейтингов азиатских и американских дымоходов в записях резонанса Шумана остается неясной и является предметом дальнейших исследований.

Влияние асимметрии дня и ночи
[ редактировать ]

В ранней литературе наблюдаемые суточные вариации мощности резонанса Шумана объяснялись вариациями геометрии источник-приемник (молния-наблюдатель). [18] никаких особых систематических изменений ионосферы (которая служит верхней границей волновода ). Был сделан вывод, что для объяснения этих изменений не требуется [33] Последующие теоретические исследования подтвердили ранние оценки небольшого влияния ионосферной асимметрии день-ночь (разница между проводимостью дневной и ночной ионосферы) на наблюдаемые вариации интенсивностей резонансного поля Шумана. [34]

Интерес к влиянию дневной и ночной асимметрии проводимости ионосферы на резонансы Шумана усилился в 1990-е годы после публикации работы Сентмана и Фрейзера. [35] разработал метод разделения глобального и локального вкладов в наблюдаемые изменения мощности поля с использованием записей, полученных одновременно на двух станциях, которые были далеко разнесены по долготе. Они интерпретировали суточные вариации, наблюдаемые на каждой станции, как комбинацию суточно изменяющегося глобального возбуждения, модулированного местной высотой ионосферы. [36]

Их работа, сочетающая в себе как наблюдения, так и аргументы в пользу сохранения энергии, убедила многих ученых в важности ионосферной асимметрии дня и ночи и вдохновила на многочисленные экспериментальные исследования. Недавно было показано, что результаты, полученные Сентманом и Фрейзером, могут быть приближенно смоделированы с помощью единой модели (без учета дневных и ночных изменений ионосферы) и, следовательно, не могут быть однозначно интерпретированы исключительно с точки зрения изменения высоты ионосферы. [36]

резонанса Шумана Записи амплитуд показывают значительные суточные и сезонные вариации, которые обычно совпадают по времени со временем смены дня и ночи ( терминатор ). Это согласование по времени, по-видимому, подтверждает предположение о значительном влиянии асимметрии ионосферы день-ночь на амплитуды резонанса Шумана. Имеются записи, показывающие почти часовую точность изменения суточных амплитуд. [31]

С другой стороны, есть много дней, когда амплитуды резонанса Шумана не увеличиваются на восходе солнца или не уменьшаются на закате . Существуют исследования, показывающие, что общее поведение записей амплитуд резонанса Шумана можно воссоздать по суточной и сезонной грозовой миграции, не привлекая ионосферных вариаций. [32] [34] Два недавних независимых теоретических исследования показали, что изменения мощности резонанса Шумана, связанные с переходом день-ночь, намного меньше, чем те, которые связаны с пиками глобальной молниевой активности, и поэтому глобальная грозовая активность играет более важную роль в изменении мощности резонанса Шумана. [32] [37]

Общепризнано, что эффекты источник-наблюдатель являются доминирующим источником наблюдаемых суточных вариаций, но остаются серьезные разногласия по поводу степени присутствия в данных сигнатур день-ночь. Частично это противоречие связано с тем фактом, что параметры резонанса Шумана, извлекаемые из наблюдений, предоставляют лишь ограниченное количество информации о геометрии связанной системы источник молнии-ионосфера. Таким образом, проблема инвертирования наблюдений для одновременного вывода как о функции источника молнии, так и о структуре ионосферы крайне недоопределена, что приводит к возможности неоднозначных интерпретаций.

«Обратная задача»

[ редактировать ]

Одной из интересных задач исследования Шумановских резонансов является определение характеристик источника молнии («обратная задача»). Временное разрешение каждой отдельной вспышки невозможно, потому что средняя скорость возбуждения молнией, составляющая ~ 50 молний в секунду во всем мире, смешивает отдельные вклады вместе. Однако иногда случаются чрезвычайно сильные вспышки молний, ​​которые создают характерные сигнатуры, выделяющиеся на фоне фоновых сигналов. Названные «Q-всплески», они производятся интенсивными ударами молний, ​​которые передают большое количество заряда от облаков к земле и часто несут высокий пиковый ток. [25]

Q-всплески могут превышать амплитуду уровня фонового сигнала в 10 и более раз и появляться с интервалом ~10 с. [29] что позволяет рассматривать их как изолированные события и определять местонахождение источника молнии. Местоположение источника определяется с помощью методов с несколькими станциями или с использованием одной станции и требует принятия модели полости Земля-ионосфера. Методы с несколькими станциями более точны, но требуют более сложного и дорогостоящего оборудования.

Исследование переходных световых явлений

[ редактировать ]

В настоящее время считается, что многие переходные процессы резонансов Шумана (добротные всплески) связаны с переходными световыми событиями (TLE) . В 1995 году Бокчиппио и др. [38] показали, что спрайты , наиболее распространенный TLE, производятся положительными молниями от облака до земли, возникающими в стратиформной области грозовой системы, и сопровождаются Q-всплеском в полосе резонансов Шумана. Недавние наблюдения [38] [39] показывают, что появление спрайтов и Q-всплесков сильно коррелируют, и данные резонансов Шумана, возможно, могут быть использованы для оценки глобальной частоты появления спрайтов. [40]

Глобальная температура

[ редактировать ]

Уильямс [1992] [41] предположил, что глобальную температуру можно контролировать с помощью резонансов Шумана. Связью между резонансом Шумана и температурой является частота вспышек молний, ​​которая нелинейно увеличивается с температурой. [41] Нелинейность зависимости молнии от температуры обеспечивает естественный усилитель изменений температуры и делает резонанс Шумана чувствительным «термометром». Более того, частицы льда, которые, как полагают, участвуют в процессах электрификации, приводящих к разряду молнии. [42] играют важную роль в эффектах радиационной обратной связи, влияющих на температуру атмосферы. Таким образом, резонансы Шумана могут помочь нам понять эти эффекты обратной связи . В 2006 году была опубликована статья, связывающая резонанс Шумана с глобальной температурой поверхности . [43] за которым последовало исследование 2009 года. [44]

Водяной пар верхней тропосферы

[ редактировать ]

Тропосферный водяной пар является ключевым элементом климата Земли, который оказывает прямое воздействие как парниковый газ , а также косвенное воздействие через взаимодействие с облаками , аэрозолями и химическим составом тропосферы. Водяной пар верхней тропосферы (UTWV) оказывает гораздо большее влияние на парниковый эффект, чем водяной пар в нижних слоях атмосферы . [45] является ли это влияние положительной или отрицательной обратной связью . но остается неясным, [46]

Основной проблемой при решении этого вопроса является сложность мониторинга UTWV в глобальном масштабе в течение длительного периода времени. Континентальные глубоко-конвективные грозы производят большую часть грозовых разрядов на Земле. Кроме того, они переносят большое количество водяного пара в верхнюю тропосферу , доминируя над изменениями глобального UTWV. Прайс [2000] [47] предположил, что изменения UTWV могут быть получены из записей резонансов Шумана.

На других планетах и ​​лунах

[ редактировать ]

Существование шуманоподобных резонансов обусловлено прежде всего двумя факторами:

  1. Замкнутая эллипсоидальная полость размером с планету, состоящая из проводящих нижних и верхних границ, разделенных изолирующей средой. Для Земли проводящей нижней границей является ее поверхность, а верхней границей — ионосфера. Другие планеты могут иметь аналогичную геометрию электропроводности, поэтому предполагается, что они должны обладать аналогичным резонансным поведением.
  2. Источник электрического возбуждения электромагнитных волн крайне низкочастотного диапазона.

Помимо Земли , в Солнечной системе есть пять кандидатов на обнаружение резонанса Шумана: Венера , Марс , Юпитер , Сатурн и самый большой спутник Сатурна Титан .Моделирование резонансов Шумана на планетах и ​​спутниках Солнечной системы осложняется незнанием параметров волноводов . Сегодня не существует возможности in situ проверить результаты.

Венера

[ редактировать ]

Самым убедительным доказательством существования молний на Венере являются электромагнитные волны, впервые обнаруженные спускаемыми аппаратами «Венера -11» и «Венера-12». Теоретические расчеты резонансов Шумана на Венере были проведены Николаенко и Рабиновичем [1982]. [48] и Печони и Прайс [2004]. [49] Оба исследования дали очень близкие результаты, указывая на то, что резонансы Шумана должны быть легко обнаружены на этой планете при наличии грозового источника возбуждения и подходящего расположения датчика.

Марс

[ редактировать ]

В случае Марса были наземные наблюдения спектров радиоизлучения, связанных с резонансами Шумана. [50] Сообщенные радиоизлучения представляют собой не первичные электромагнитные моды Шумана, а скорее вторичные модуляции нетепловых микроволновых излучений планеты примерно на ожидаемых частотах Шумана, и их связь с грозовой активностью на Марсе не была независимо подтверждена. Существует вероятность того, что будущие посадочные миссии смогут нести на месте приборы для выполнения необходимых измерений. Теоретические исследования направлены в первую очередь на параметризацию проблемы для будущих исследователей планет.

Об обнаружении грозовой активности на Марсе сообщили Руф и др. [2009]. [50] Доказательства косвенные и представляют собой модуляции нетеплового микроволнового спектра примерно на ожидаемых частотах резонанса Шумана. Независимых подтверждений того, что они связаны с электрическими разрядами на Марсе, не было. Если это событие будет подтверждено прямыми наблюдениями на месте, это подтвердит предположение о возможности разделения зарядов и ударов молний в марсианских пылевых бурях, сделанное Иденом и Воннегутом [1973]. [51] и Ренно и др. [2003]. [52]

Марсианские глобальные резонансы были смоделированы Сухоруковым [1991]. [53] Печоны и Прайс [2004], [49] и Молина-Куберос и др. [2006]. [54] Результаты трех исследований несколько различаются, но кажется, что по крайней мере первые две моды резонанса Шумана должны быть обнаружены. Свидетельства первых трех режимов резонанса Шумана присутствуют в спектрах радиоизлучения молний, ​​обнаруженных во время марсианских пылевых бурь. [50]

Титан

[ редактировать ]

Давно высказывались предположения, что на Титане могут возникать грозовые разряды . [55] но недавние данные Кассини-Гюйгенса , похоже, указывают на отсутствие молниевой активности на этом крупнейшем спутнике Сатурна. Из-за недавнего интереса к Титану, связанного с миссией Кассини-Гюйгенс, его ионосфера, пожалуй, наиболее тщательно смоделирована на сегодняшний день. В работах Бессера и др. Шумановским резонансам на Титане уделяется больше внимания, чем на любом другом небесном теле. [2002], [56] Моренте и др. [2003], [57] Молина-Куберос и др. [2004], [58] Николаенко и др. [2003], [59] и Печони и Прайс [2004]. [49] Похоже, что на Титане можно обнаружить только первую моду резонанса Шумана.

С момента приземления зонда «Гюйгенс» на поверхность Титана в январе 2005 года появилось множество сообщений о наблюдениях и теории атипичного резонанса Шумана на Титане. После нескольких десятков пролетов Кассини в атмосфере Титана не было обнаружено ни молний, ​​ни гроз. Поэтому ученые предложили другой источник электрического возбуждения: индукцию ионосферных токов вращающейся вместе с ним магнитосферой Сатурна. Все данные и теоретические модели соответствуют резонансу Шумана, вторая собственная мода которого наблюдалась зондом Гюйгенс. Важнейшим результатом этого является доказательство существования погребенного жидкого водно-аммиачного океана под ледяной подземной корой на глубине нескольких десятков километров. [60] [61] [62] [63]

Юпитер и Сатурн

[ редактировать ]

На Юпитере оптически обнаружена молниевая активность. Существование грозовой активности на этой планете было предсказано Бар-Нуном [1975]. [64] и теперь это подтверждается данными Галилея , Вояджеров 1 и 2, Пионеров 10 и 11 и Кассини . Также подтверждено наличие молниевой активности на Сатурне . [65] Хотя три космических корабля посещения ( «Пионер-11» в 1979 году, «Вояджер-1» в 1980 году и «Вояджер-2» в 1981 году) не смогли предоставить каких-либо убедительных доказательств оптических наблюдений, в июле 2012 года космический корабль «Кассини» обнаружил видимые вспышки молний, ​​а электромагнитные датчики на борту космического корабля обнаружили сигнатуры. которые характерны для молнии. [66]

Мало что известно об электрических параметрах недр Юпитера и Сатурна. Даже вопрос о том, что должно служить нижней границей волновода, в случае газообразных планет является нетривиальным. Работ, посвященных резонансам Шумана на Сатурне, похоже, нет. На сегодняшний день была сделана только одна попытка смоделировать резонансы Шумана на Юпитере. [66]

Здесь профиль электропроводности в газовой атмосфере Юпитера был рассчитан с использованием методов, аналогичных тем, которые используются для моделирования недр звезд, и было указано, что те же методы можно легко распространить на другие газовые гиганты Сатурн, Уран и Нептун. Учитывая интенсивную грозовую активность на Юпитере, резонансы Шумана должны быть легко обнаружены с помощью датчика, подходящим образом расположенного внутри планетарно-ионосферной полости.

См. также

[ редактировать ]

Цитаты

[ редактировать ]
  1. ^ «Резонанс Шумана» . НАСА . Проверено 8 ноября 2017 г.
  2. ^ МакГорман, доктор медицинских наук; Раст, WD (1998). Электрическая природа штормов . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 114. ИСБН  9780195073379 . OCLC   35183896 .
  3. ^ Волланд, Ганс (1995). Справочник по атмосферной электродинамике . Том. 1. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 277. ИСБН  9780849386473 . OCLC   31408654 .
  4. ^ Монтьель, И.; Бардасано, JL; Рамос, Дж. Л. (13–18 октября 2003 г.). «Биофизический прибор для лечения нейродегенеративных заболеваний». В Мендес-Виласе, А. (ред.). Последние достижения в междисциплинарной прикладной физике . Первое международное совещание по прикладной физике (APHYS-2003). Бадахос, ES (опубликовано в 2005 г.). стр. 63–69. дои : 10.1016/B978-008044648-6.50011-2 . ISBN  9780080446486 .
  5. ^ Перейти обратно: а б с Уильямс, Эрл Р. (22 мая 1992 г.). «Резонанс Шумана: глобальный тропический термометр». Наука . 256 (5060): 1184–1187. Бибкод : 1992Sci...256.1184W . дои : 10.1126/science.256.5060.1184 . ПМИД   17795213 . S2CID   26708495 .
  6. ^ Перейти обратно: а б с Барр, Р.; Лланвин Джонс, Дэвид; Роджер, CJ (2000). «Радиоволны ELF и VLF» (PDF) . Журнал атмосферной и солнечно-земной физики . 62 (17–18): 1689–1718. Бибкод : 2000JASTP..62.1689B . дои : 10.1016/S1364-6826(00)00121-8 . Архивировано из оригинала (PDF) 5 апреля 2014 г. Проверено 6 мая 2017 г.
  7. ^ Стефан, Сэнсон (2017). Электромагнитный каротаж морского дна: новый инструмент для геологов . Спрингер. ISBN  978-3-319-45355-2 .
  8. ^ Фитцджеральд, GF (1893). «О периоде вибрации электрических возмущений на Земле» . Отчет Британской ассоциации содействия развитию науки . 63-е заседание: 682.
  9. ^ Джексон, JD (август 2008 г.). «Примеры нулевой теоремы истории науки» (PDF) . Американский журнал физики . 76 (8): 704–719. arXiv : 0708.4249 . Бибкод : 2008AmJPh..76..704J . дои : 10.1119/1.2904468 . S2CID   117774134 .
  10. ^ Хевисайд, О. (1902). «Телеграфия. Раздел 1. Теория». Британская энциклопедия . Том. 9 (10 изд.). Лондон. стр. 213–218. {{cite encyclopedia}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  11. ^ Кеннелли, Артур Э. (1902). «О возвышении электропроводящих слоев земной атмосферы». Мир и инженер . 32 : 473.
  12. ^ Эпплтон, EV; Барнетт, МАФ (1925). «О некоторых прямых доказательствах отражения электрических лучей вниз от атмосферы» . Труды Лондонского королевского общества А. 109 (752): 621–641. Бибкод : 1925RSPSA.109..621A . дои : 10.1098/rspa.1925.0149 .
  13. ^ Уотсон, Дж. Н. (1918). «Дифракция электрических волн на Земле» . Труды Лондонского королевского общества А. 95 (666): 83–99. Бибкод : 1918RSPSA..95...83W . дои : 10.1098/rspa.1918.0050 .
  14. ^ Перейти обратно: а б Шуман, В.О. (1952). «О безызлучательных собственных колебаниях проводящего шара, окруженного слоем воздуха и ионосферной оболочкой». Журнал естественных исследований А. 7 (2): 149–154. Стартовый код : 1952ЗНатА...7..149С . дои : 10.1515/zna-1952-0202 . S2CID   96060996 .
  15. ^ Шуман, В.О. (1952). «О затухании собственных электромагнитных колебаний системы Земля-воздух-ионосфера» . Журнал естественных исследований А. 7 (3–4): 250–252. Стартовый код : 1952ЗНатА...7..250С . дои : 10.1515/zna-1952-3-404 .
  16. ^ Шуман, В.О. (1952). «О распространении очень длинных электрических волн вокруг сигналов молнии». Нуово Чименто . 9 (12): 1116–1138. Бибкод : 1952NCim....9.1116S . дои : 10.1007/BF02782924 . S2CID   122643775 .
  17. ^ Шуман, штат Вашингтон; Кинг, Х. (1954). «О наблюдении атмосферики на самых низких частотах». естественные науки . 41 (8): 183–184. Бибкод : 1954NW.....41..183S . дои : 10.1007/BF00638174 . S2CID   6546863 .
  18. ^ Перейти обратно: а б Бальсер, М.; Вагнер, К. (1960). «Измерение спектра радиошумов от 50 до 100 гц/с» . Журнал исследований Национального бюро стандартов . 64Д (4): 415–418. дои : 10.6028/jres.064d.050 .
  19. ^ Бальсер, М.; Вагнер, К. (1960). «Наблюдения резонансов полости Земля-ионосфера». Природа . 188 (4751): 638–641. Бибкод : 1960Natur.188..638B . дои : 10.1038/188638a0 . S2CID   31089734 .
  20. ^ Бальсер, М.; Вагнер, К. (1962). «Суточные вариации мощности режимов полости Земля-ионосфера и их связь с мировой грозовой активностью». Журнал геофизических исследований . 67 (2): 619–625. Бибкод : 1962JGR....67..619B . дои : 10.1029/JZ067i002p00619 .
  21. ^ Бальсер, М.; Вагнер, К. (1962). «О частотных вариациях мод полости Земля–ионосфера». Журнал геофизических исследований . 67 (10): 4081–4083. Бибкод : 1962JGR....67.4081B . дои : 10.1029/JZ067i010p04081 .
  22. ^ Бальсер, М.; Вагнер, К. (1963). «Воздействие высотного ядерного взрыва на полость Земля – ионосфера». Журнал геофизических исследований . 68 (13): 4115–4118. Бибкод : 1963JGR....68.4115B . дои : 10.1029/jz068i013p04115 .
  23. ^ Перейти обратно: а б Волланд, Х. (1984). Атмосферная электродинамика . Шпрингер-Верлаг, Берлин.
  24. ^ Перейти обратно: а б Прайс, К.; Печоны, О.; Гринберг, Э. (2006). «Шумановские резонансы в исследованиях молний». Журнал исследований молний . 1 :1–15.
  25. ^ Перейти обратно: а б Огава, Т.; Танка, Ю.; Миура, Т.; Ясухара, М. (1966). «Наблюдения естественных электромагнитных помех СНЧ с помощью шаровых антенн» . Журнал геомагнетизма и геоэлектричества . 18 (4): 443–454. Бибкод : 1966JGG....18..443O . дои : 10.5636/jgg.18.443 .
  26. ^ Хекман, С.Дж.; Уильямс, Э. (1998). «Полная глобальная молния, полученная на основе измерений резонанса Шумана» . Журнал геофизических исследований . 103 (Д24): 31775–31779. Бибкод : 1998JGR...10331775H . дои : 10.1029/98JD02648 .
  27. ^ Перейти обратно: а б Кристиан, HJ; Блейксли, Р.Дж.; Бочиппио, диджей; Бек, В.Л.; и др. (2003). «Глобальная частота и распределение молний, ​​наблюдаемые из космоса с помощью оптического детектора переходных процессов» . Журнал геофизических исследований . 108 (D1): 4005. Бибкод : 2003JGRD..108.4005C . дои : 10.1029/2002JD002347 .
  28. ^ Николаенко, АП (1997). «Современные аспекты исследования резонанса Шумана». Журнал атмосферной и солнечно-земной физики . 59 (7): 806–816. Бибкод : 1997JASTP..59..805N . дои : 10.1016/s1364-6826(96)00059-4 .
  29. ^ Перейти обратно: а б Швец, А.В. (2001). «Методика восстановления глобального профиля расстояния до молнии по сигналу фонового резонанса Шумана». Журнал атмосферной и солнечно-земной физики . 63 (10): 1061–1074. Бибкод : 2001JASTP..63.1061S . дои : 10.1016/s1364-6826(01)00024-4 .
  30. ^ Уильямс, скорая помощь; Сатори, Г. (2004). «Молния, термодинамическое и гидрологическое сравнение двух тропических континентальных дымоходов». Журнал атмосферной и солнечно-земной физики . 66 (13–14): 1213–1231. Бибкод : 2004JASTP..66.1213W . дои : 10.1016/j.jastp.2004.05.015 .
  31. ^ Перейти обратно: а б Сатори, Г.; Неска, М.; Уильямс, Э.; Сзендрой, Дж. (2007). «Признаки неоднородной полости Земля-ионосфера в записях Шумана с высоким временным разрешением» . Радионаука . 42 (2): RS003483. Бибкод : 2007RaSc...42.2S10S . дои : 10.1029/2006RS003483 .
  32. ^ Перейти обратно: а б с Печоны, О.; Прайс, К.; Николаенко, АП (2007). «Относительная важность асимметрии дня и ночи в записях амплитуд резонанса Шумана» . Радионаука . 42 (2): РС2С06. Бибкод : 2007RaSc...42.2S06P . дои : 10.1029/2006RS003456 . S2CID   118326191 .
  33. ^ Мэдден, Т.; Томпсон, В. (1965). «Низкочастотные электромагнитные колебания полости Земля–ионосфера». Обзоры геофизики . 3 (2): 211. Бибкод : 1965РвГСП...3..211М . дои : 10.1029/RG003i002p00211 .
  34. ^ Перейти обратно: а б Николаенко А.П.; Хаякава, М. (2002). Резонансы в полости Земля–ионосфера . Kluwer Academic Publishers, Дордрехт-Бостон-Лондон.
  35. ^ Сентман, Д.Д.; Фрейзер, Би Джей (1991). «Одновременные наблюдения резонансов Шумана в Калифорнии и Австралии - доказательства модуляции интенсивности локальной высотой области D». Журнал геофизических исследований . 96 (9): 15973–15984. Бибкод : 1991JGR....9615973S . дои : 10.1029/91JA01085 .
  36. ^ Перейти обратно: а б Печоны, О.; Прайс, К. (2006). «Резонансы Шумана: интерпретация местных суточных модуляций интенсивности» . Радионаука . 42 (2): РС2С05. Бибкод : 2006RaSc...41.2S05P . дои : 10.1029/2006RS003455 . S2CID   119780816 .
  37. ^ Ян, Х.; Пасько, вице-президент (2007). «Трехмерное конечно-разностное моделирование во временной области суточных и сезонных изменений параметров резонанса Шумана» . Радионаука . 41 (2): РС2С14. Бибкод : 2006RaSc...41.2S14Y . дои : 10.1029/2005RS003402 .
  38. ^ Перейти обратно: а б Бочиппио, диджей; Уильямс, скорая помощь; Хекман, С.Дж.; Лайонс, Вашингтон; и др. (1995). «Спрайты, переходные процессы ELF и положительные удары по земле». Наука . 269 ​​(5227): 1088–1091. Бибкод : 1995Sci...269.1088B . дои : 10.1126/science.269.5227.1088 . ПМИД   17755531 . S2CID   8840716 .
  39. ^ Прайс, К.; Гринберг, Э.; Яир, Ю.; Сатори, Г.; и др. (2004). «Наземное обнаружение мощных молний, ​​вызывающих TLE, во время миссии MEIDEX на борту космического корабля « Колумбия » . Письма о геофизических исследованиях . 31 (20): L20107. Бибкод : 2004GeoRL..3120107P . дои : 10.1029/2004GL020711 .
  40. ^ Ху, В.; Каммер, ЮАР; Лайонс, Вашингтон; Нельсон, Т.Э. (2002). "Изменяется момент заряда молнии для инициации спрайтов" . Письма о геофизических исследованиях . 29 (8): 1279. Бибкод : 2002GeoRL..29.1279H . дои : 10.1029/2001GL014593 .
  41. ^ Перейти обратно: а б Уильямс, скорая помощь (1992). «Резонанс Шумана: глобальный тропический термометр». Наука . 256 (5060): 1184–1186. Бибкод : 1992Sci...256.1184W . дои : 10.1126/science.256.5060.1184 . ПМИД   17795213 . S2CID   26708495 .
  42. ^ Уильямс, скорая помощь (1989). «Трипольная структура грозы». Журнал геофизических исследований . 94 (Д11): 13151–13167. Бибкод : 1989JGR....9413151W . дои : 10.1029/JD094iD11p13151 .
  43. ^ Секигути, М.; Хаякава, М.; Николаенко А.П.; Хобара, Ю. (2006). «Свидетельства о связи между интенсивностью резонанса Шумана и глобальной приземной температурой» . Анналы геофизики . 24 (7): 1809–1817. Бибкод : 2006АнГео..24.1809С . дои : 10.5194/angeo-24-1809-2006 .
  44. ^ Хобара, Ю.; Харада, Т.; Хаякава, М.; Секигути, М.; Охта, К. (2009). «Исследование по мониторингу глобального потепления с использованием данных резонанса Шумана». Тезисы осеннего собрания АГУ . 2009 : AE43B–0267. Бибкод : 2009AGUFMAE43B0267H .
  45. ^ Хансен, Дж.; Лацис, А.; Ринд, Д.; Рассел, Г.; и др. (1984). «Чувствительность климата: анализ механизмов обратной связи». Ин Хансен, Дж. Э.; Такахаши, Т. (ред.). Климатические процессы и чувствительность климата . Серия геофизических монографий АГУ. Том. 29. С. 130–163. Бибкод : 1984GMS....29..130H . дои : 10.1029/gm029p0130 . ISBN  978-0-87590-404-7 .
  46. ^ Ринд, Д. (1998). «Просто добавь водяной пар» . Наука . 28 (5380): 1152–1153. дои : 10.1126/science.281.5380.1152 . S2CID   129504960 .
  47. ^ Прайс, К. (2000). «Доказательства связи между глобальной грозовой активностью и водяным паром в верхней тропосфере». Природа . 406 (6793): 290–293. Бибкод : 2000Natur.406..290P . дои : 10.1038/35018543 . ПМИД   10917527 . S2CID   4422715 .
  48. ^ Николаенко А.П.; Рабинович, Л.М. (1982). «О возможности существования глобальных электромагнитных резонансов на планетах Солнечной системы». Космические исследования . 20 : 82–89.
  49. ^ Перейти обратно: а б с Печоны, О.; Прайс, К. (2004). «Параметры резонанса Шумана, рассчитанные с использованием частично однородной модели колена на Земле, Венере, Марсе и Титане» . Радионаука . 39 (5): RS5007. Бибкод : 2004RaSc...39.5007P . дои : 10.1029/2004RS003056 .
  50. ^ Перейти обратно: а б с Руф, К.; Ренно, НЕТ; Кок, Дж. Ф.; Банделье, Э.; и др. (2009). «Излучение нетеплового микроволнового излучения марсианской пылевой бури» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 36 (13): L13202. Бибкод : 2009GeoRL..3613202R . CiteSeerX   10.1.1.872.939 . дои : 10.1029/2009GL038715 . hdl : 2027.42/94934 . S2CID   14707525 .
  51. ^ Иден, ХФ; Воннегут, Б. (1973). «Электрический пробой, вызванный движением пыли в атмосфере низкого давления: рассмотрение Марса». Наука . 180 (4089): 962–963. Бибкод : 1973Sci...180..962E . дои : 10.1126/science.180.4089.962 . ПМИД   17735929 . S2CID   38902776 .
  52. ^ Ренно, НЕТ; Вонг, А.; Атрея, СК; де Патер, И.; Роос-Сероте, М. (2003). «Электрические разряды и широкополосное радиоизлучение марсианских пылевых вихрей и пылевых бурь» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 30 (22): 2140. Бибкод : 2003GeoRL..30.2140R . дои : 10.1029/2003GL017879 . hdl : 2027.42/95558 .
  53. ^ Сухоруков, А.И. (1991). «О резонансах Шумана на Марсе». Планета. Космические науки . 39 (12): 1673–1676. Бибкод : 1991P&SS...39.1673S . дои : 10.1016/0032-0633(91)90028-9 .
  54. ^ Молина-Куберос, Дж.Дж.; Моренте, Дж.А.; Бессер, БП; Порти, Дж.; и др. (2006). «Резонансы Шумана как инструмент исследования нижней ионосферы Марса» . Радионаука . 41 (1): RS1003. Бибкод : 2006RaSc...41.1003M . дои : 10.1029/2004RS003187 .
  55. ^ Ламмер, Х.; Токано, Т.; Фишер, Г.; Стамптнер, В.; и др. (2001). «Грозовая активность Титана: смогут ли Кассини/Гюйгенс ее обнаружить?». Планетарная и космическая наука . 49 (6): 561–574. Бибкод : 2001P&SS...49..561L . дои : 10.1016/S0032-0633(00)00171-9 .
  56. ^ Бессер, БП; Швингеншу, К.; Джерней, И.; Эйхельбергер, Хьюстон; и др. (2002). «Резонансы Шумана как индикаторы освещения на Титане». Материалы второго европейского семинара по экзо/астробиологии, Грац, Австрия, 16–19 сентября .
  57. ^ Моренте, Дж.А.; Молина-Куберос, Дж.Дж.; Порти, Дж.А.; Швингеншу, К.; и др. (2003). «Исследование распространения электромагнитных волн в атмосфере Титана численным методом TLM». Икар . 162 (2): 374–384. Бибкод : 2003Icar..162..374M . дои : 10.1016/S0019-1035(03)00025-3 .
  58. ^ Молина-Куберос, Дж.Дж.; Порти, Дж.; Бессер, БП; Моренте, Дж.А.; и др. (2004). «Резонансы Шумана и электромагнитная прозрачность в атмосфере Титана». Достижения в космических исследованиях . 33 (12): 2309–2313. Бибкод : 2004AdSpR..33.2309M . дои : 10.1016/S0273-1177(03)00465-4 .
  59. ^ Николаенко А.П.; Бессер, БП; Швингеншу, К. (2003). «Модельные расчеты резонанса Шумана на Титане». Планетарная и космическая наука . 51 (13): 853–862. Бибкод : 2003P&SS...51..853N . дои : 10.1016/S0032-0633(03)00119-3 .
  60. ^ Бегин, К.; Симойнс, Ф.; Красносельских В.; Швингеншу, К.; и др. (1 ноября 2007 г.). «Резонанс Шумана на Титане, вызванный магнитосферой Сатурна, возможно, обнаруженный зондом Гюйгенс». Икар . 191 (1): 251–266. Бибкод : 2007Icar..191..251B . дои : 10.1016/j.icarus.2007.04.005 .
  61. ^ Бегин, К.; Кану, П.; Каркошка, Э.; Сотин, К.; и др. (декабрь 2009 г.). «Новое понимание плазменного резонанса Шумана на Титане, полученное на основе данных Гюйгенса и Кассини». Планетарная и космическая наука . 57 (14–15): 1872–1888. Бибкод : 2009P&SS...57.1872B . дои : 10.1016/j.pss.2009.04.006 . hdl : 11336/20677 .
  62. ^ Бегин, Кристиан; Сотин, Кристоф; Амлен, Мишель (июнь 2010 г.). «Родной океан Титана обнаружился под 45-километровым слоем льда в результате резонанса, подобного Шуману» . Comptes Rendus Geoscience . 342 (6): 425–433. Бибкод : 2010CRGeo.342..425B . дои : 10.1016/j.crte.2010.03.003 .
  63. ^ Бегин, Кристиан; Рандриамбоарисон, Орельен; Хамельн, Мишель; Каркошка, Эрих; и др. (2012). «Аналитическая теория Шумановского резонанса Титана: ограничения на проводимость ионосферы и подземный водный океан». Икар . 218 (2): 1028–1042. Бибкод : 2012Icar..218.1028B . дои : 10.1016/j.icarus.2012.02.005 . hdl : 2060/20140002248 . S2CID   26341590 .
  64. ^ Бар-Нун, А. (1975). «Гроза на Юпитере». Икар . 24 (1): 86–94. Бибкод : 1975Icar...24...86B . дои : 10.1016/0019-1035(75)90162-1 .
  65. ^ «Молния, сверкающая при дневном свете (изображения Сатурна с космического корабля НАСА Кассини)» . www.ciclops.org . Архивировано из оригинала 23 сентября 2015 года . Проверено 8 ноября 2017 г.
  66. ^ Перейти обратно: а б Сентман, Д.Д. (1990). «Электрическая проводимость неглубокой недр Юпитера и образование резонансной планетарно-ионосферной полости». Икар . 88 (1): 73–86. Бибкод : 1990Icar...88...73S . дои : 10.1016/0019-1035(90)90177-Б .

Внешние статьи и ссылки

[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы по теме резонанса Шумана .
Общие ссылки
Веб-сайты
Анимация
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Schumann_resonances&oldid=1237301731"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 3e7e5683fc98251bb45658e2bd9c91ed__1722212100
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/3e/ed/3e7e5683fc98251bb45658e2bd9c91ed.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Schumann resonances - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)