Изучение особенностей распространения электромагнитных волн крайне низкочастотного диапазона в высоких широтах (включая Арктическую зону)

Объектом исследования являются особенности генерации и распространения электромагнитных волн крайне низочастотного (КНЧ) диапазона как естественного, так и искусственного происхождения в высоких широтах, включая Арктическую зону. Цель работы - получение новых теоретических знаний фундаментального характера, сбор и систематизация экспериментальных данных и их интерпретация, разработка методов исследования внешней ионосферы и литосферы Земли с помощью электромагнитных волн КНЧ-диапазона. В результате исследований была предложена модификация метода “двумерного телеграфного уравнения”, расширяющая границы применимости его до 20 000 км, для решения задачи о распространение волн КНЧ-диапазона от приземных источников в волноводе Земля - ионосфера. Данная модификация метода хорошо моделирует наблюдаемую “мультиплетность” шумановского резонанса в спектрах приземного магнитного шума из-за учета неоднородности волновода. С помощью математического моделирования исследованы процессы возбуждения крайне низкочастотных электромагнитных волн в неоднородном нижнем полупространстве в зависимости от типа контролируемого источника первичного электромагнитного поля. Было установлено, что максимальные значения плотности фиктивного магнитного тока, являющегося источником вторичных аномальных электромагнитных полей, наблюдаются для погруженной наклонной линии. Данный тип источника моделировал линию, опущенную в скважину при проведении работ методом заряда. Вследствие этого представляется целесообразным комбинирование метода заряда и радиоголографической методики для визуализации электропроводящих аномальных зон, перспективных на обнаружение рудных полезных ископаемых. Теоретически рассмотрен вопрос о применимости импедансного подхода при определении геоэлектрических параметров литосферы в Арктической зоне, вблизи магнитосферных источников естественных электромагнитных полей, например, электроджетов - горизонтальных полярных токов, текущих в высокоширотной ионосфере. Результаты моделирования показали, что частотный диапазон применимости импедансного подхода в высоких широтах сильно зависит от электропроводности земной коры. Так, для низкоомных осадочных пород импедансный подход применим во всем рассматриваемом диапазоне модельных параметров, а для высокоомных кристаллических щитов близость магнитосферных источников может оказывать существенное влияние на результаты интерпретации измерений в случае малых горизонтальных расстояний от источника (менее 85 км) и в случае низких частот (менее 0.5 Гц). Были продолжены исследования неоднородностей электронной плотности в F-области ионосферы. Двумя разными методами - радиопросвечиванием ионосферы сигналами искусственных спутников Земли (ИСЗ) и радиолокацией с поверхности земли ионозондом, в ходе независимых длительных экспериментов изучались характеристики неоднородных ионосферных структур. Было установлено, что в перпендикулярной геомагнитному полю плоскости мелкомасштабные неоднородности вытянуты вдоль направления дрейфа среднемасштабных неоднородностей.