Атмосферный шум
Атмосферный шум — радиошум , или «статический», вызванный естественными атмосферными процессами, в первую очередь грозовыми разрядами при грозах . В мировом масштабе происходит около 40 вспышек молний в секунду, или ≈ 3,5 миллиона грозовых разрядов в сутки. [2]
Молния
[ редактировать ]Атмосферный шум — радиошум, вызванный естественными атмосферными процессами, в первую очередь грозовыми разрядами во время грозы . В основном это вызвано вспышками между облаками и землей, поскольку ток намного сильнее, чем при вспышках между облаками . [2] В мировом масштабе ежедневно происходит 3,5 миллиона вспышек молний. Это означает, что в секунду происходит около 40 вспышек молний. [3]
Сумма всех этих вспышек молний приводит к атмосферному шуму. Его можно легко услышать с помощью любого AM-радиоприемника или SSB, приемника настроенного на неиспользуемую частоту. [4] Услышанная статика представляет собой комбинацию белого шума (накопленного от далеких гроз) и импульсного шума (от относительно близких гроз, если таковые имеются). Сумма мощности варьируется в зависимости от сезона и близости центров гроз. Его можно увидеть как случайные точки на старом аналоговом телевизоре, подключенном к пустому каналу.
Хотя молния имеет широкий спектр излучения, мощность ее шума увеличивается с уменьшением частоты. Поэтому на очень низких и низких частотах часто доминирует атмосферный шум, а на высоких частотах в городских районах доминирует техногенный шум.
История
[ редактировать ]Раннее расследование и изучение
[ редактировать ]
WikiMiniAtlasВ 1925 году AT&T Bell Laboratories начала исследовать источники шума в своей трансатлантической радиотелефонной службе. [5] (стр. 402–408)
Затем в 1928 году за эту задачу взялся 22-летний исследователь К.Г. Янский. , была построена радиоантенна на длину волны 14,6 метра К 1930 году в Холмделе, штат Нью-Джерси для измерения шума во всех направлениях. Янский выделил три источника радиошума: [5] (стр. 404–405)
- Первым (и самым сильным) источником были местные грозы.
- Вторым источником был более слабый шум от более отдаленных гроз.
- Третьим источником было еще более слабое шипение, оказавшееся галактическим шумом из центра Млечного Пути .
Исследования Янского сделали его «отцом радиоастрономии ». [5] (стр. 406)
В начале 1950-х годов SVC Aiya опубликовала математическую модель совокупного воздействия молний и гроз на вещание. [6]
Данные более позднего опроса
[ редактировать ]С 1960-х по 1980-е годы во всем мире предпринимались усилия по измерению атмосферного шума и его изменений. Результаты были задокументированы в отчете CCIR 322. [1] [7] CCIR 322 предоставил сезонные карты мира, показывающие ожидаемые значения коэффициента атмосферного шума F a на частоте 1 МГц в течение четырехчасовых блоков дня. Другой набор диаграмм связывает F a на частоте 1 МГц с другими частотами. Отчет CCIR 322 был заменен публикацией ITU R-RE-P.372. [8]
Генерация случайных чисел
[ редактировать ]Атмосферный шум и его вариации также используются для генерации высококачественных случайных чисел .Случайные числа имеют решающее значение в сфере безопасности. [9]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Характеристики и применение данных атмосферного радиошума (Отчет). Международный консультативный комитет по радио (CCIR). Женева, Швейцария: Международный союз электросвязи (МСЭ). 1968. Отчет CCIR 322-3. ; первый отчет CCIR 322 датирован 1963 годом; переработанное первое изд. ; второй это ISBN 92-61-01741-Х .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Годовая карта скорости вспышек молний» . Наука на сфере. sos.noaa.gov . Наборы данных. Национальное управление океанографии и атмосферы (НОАА). Архивировано из оригинала 24 марта 2014 года . Проверено 15 мая 2014 г.
- ^ Сполдинг, Артур Д.; Уошберн, Джеймс С. (апрель 1985 г.). Атмосферный радиошум: мировые уровни и другие характеристики (Отчет). Технический отчет NASA Sti/Recon N. Vol. 86. Боулдер, Колорадо: Министерство торговли США , Национальное управление по телекоммуникациям и информации , Институт телекоммуникационных наук. п. 13639. Бибкод : 1985STIN...8613639S . Отчет NTIA TR-85-173.
- ^ Образец атмосферного шума . ycars.org (аудиозапись). Округ Йорк, Пенсильвания: Общество радиолюбителей округа Йорк. Архивировано из оригинала (MP3) 18 декабря 2005 года . Проверено 14 марта 2008 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Сингх, Саймон (2005). Большой Взрыв: Происхождение Вселенной . Многолетник Харпер. ISBN 978-0-00-716221-5 .
- ^ Айя, SVC (декабрь 1956 г.). «Шумовое излучение тропических гроз в стандартном диапазоне радиовещания» . Природа . 178 (4544): 1249. Бибкод : 1956Natur.178.1249C . дои : 10.1038/1781249a0 . S2CID 186242557 .
- ^ Лоуренс, округ Колумбия (июнь 1995 г.). Параметры изменения шума . Отчет CCIR 322 (Отчет). Сан-Диего, Калифорния: Центр командования, управления и наблюдения за океаном ВМС США , Отдел RDT&E. Технический документ NRaD 2813. Архивировано из оригинала 13 ноября 2009 г.
- альтернативный источник
- ^ Радиошум (Отчет). Рекомендация МСЭ. Женева, Швейцария: Международный союз электросвязи (МСЭ). R-RE-P.372 – через ITU.int.
- ^ Хаар, Мэдс. «Введение в случайность и случайные числа» . Random.org (самопубликовано) . Проверено 14 ноября 2011 г.