Моделирование глобального пространственного распределения углов поворота плоскости поляризации в дециметровом диапазоне

В ФИРЭ в конце 80-х годов впервые был выполнен анализ характеристик радиотеплового излучения системы "подстилающая поверхность-ионосфера" в L- и P-диапазоне в приближении слоисто-однородной модели ионосферы. Дальнейшее развитие в исследовании влияния ионосферы на яркостную температуру (ЯТ) подстилающей поверхности связано с учетом вертикального профиля электронной концентрации для заданного времени суток, солнечной активности и географических координат для всей земной поверхности, что достигается применением "Модели глобального распределения электронной концентрации", либо выходными данными более совершенных моделей. Такими моделями являются международная стандартная модель ионосферы. IRI: International Reference Ionosphere - это эмпирическая модель. Или АМИ – ассимиляционная модель ионосферы.
Влияние ионосферы на СВЧ-радиационные характеристики системы "подстилающая поверхность-ионосфера" обусловлено, главным образом, поглощением радиоволн в ее толщине. Величина интегрального поглощения (ИП) радиоволн по мощности в ионосфере будет определяться вертикальным профилем коэффициента поглощения. С учетом известных данных для характерных слоев ионосферы D, E, F1, F2 о частоте соударения электронов с молекулами и ионами и их концентрации рассчитывается значение интегрального поглощения. Максимальным интегральным поглощением характеризуется верхний слой ионосферы F2. ЯТ собственного радиоизлучения ионосферы зависит от эффективной электронной температуры и интегрального поглощения.
При прохождении радиоволн через ионосферу происходит поворот плоскости поляризации (ППП) излучения за счет магнитного поля Земли. Величина ППП зависит от электронной концентрации, напряженности магнитного поля Земли, высоты и угла между направлением распространения волны и статического магнитного поля и растет обратно пропорционально квадрату частоты. В настоящей работе модель геомагнитного поля Земли была представлена полем диполя, расположенного в центре Земли. В отсутствие деполяризации ЯТ среды определяется коэффициентом излучения (отражения) и температурой среды, а эффект Фарадея приводит к появлению второй составляющей сигнала. Величина вариации ЯТ, обусловленная деполяризацией, пропорциональна разности коэффициентов излучения среды на вертикальной и горизонтальной поляризации и квадрату синуса угла ППП. Влияние эффекта Фарадея определяется поляризационными свойствами среды. Для слабо поляризованных сред (леса, густая растительность, сухая почва) контраст ЯТ составляет 5-13 К, для увлажненных почв контраст ЯТ достигает 26-53 К.
В докладе приводятся результаты численных экспериментов по оценке спектров угла ППП ионосферы на локальных и глобальных масштабах при разных метеорологических и гелеофизических условиях.