Кнопка сворачивания окна;
3 – кнопка восстановления окна(её вид зависит от состояния окна);
Кнопка закрытия окна;
5 – кнопка системного меню – открывает системное меню окна;
6 – строка меню – содержит команды для управления окном;
7 – панель инструментов – содержит кнопки, вызывающие наиболее часто употребляемые команды;
8 – полосы прокрутки – позволяют просматривать содержимое окна;
9 – рабочее поле – пространство для размещения объектов(текста, рисунков, значков и пр.) и работы с ними;
10 – строка состояния – полоса, на которой расположены индикаторы состояния;
Рамка окна.
Окно может существовать в трёх состояниях:
· Полноэкранное - окно развёрнутое на весь экран;
· Нормальное – окно занимает часть экрана;
· Свернутое – окно в свернутом состоянии;
Гр 16 – ЭЭ 2 подгруппа
Казамаров А.Ю.
Лаб 2
- 93 -
Г Л А В А IV
ЧИСЛЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ НА МОДЕЛИ ПО РЕАКЦИИ НЕЙТРАЛЬНО КОМПОНЕНТЫ ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ НА КОРОТКОВОЛНОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ СОЛНЦА И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ МАГНИТОСФЕРНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Современный уровень исследований в области физики ионосферы выдвигает в число первоочередных задач теоретическое изучение роли возмущающих факторов на состояние нейтральной компонента ионосферной плазмы. Численные эксперименты на модели позволяют исследовать поле скоростей нейтрального газа, взаимодействие различных структурных параметров изучаемой среды. Важно прикладное значение рассматриваемых вопросов с точки зрения поисков путей прогнозирования радиосвязи, распространения коротких волн на большие расстояния.
Вариации структурных параметров термосферы при изменении уровня солнечной активности
Как было показано на одномерной самосогласованной модели термосферы (главаII), несомненный интерес представляет оценка поведения основных структурных параметров термосферы при изменении одной из основных входных величин модели – потока солнечной коротковолновой радиации. Продолжим исследования в этом плане на более полной трёхмерной самосогласованной модели, одновременно описывающей изменения состава основных нейтральных составляющих 0, 02 и N2, температуры нейтрального газа и системы термосферной циркуляции. Основное внимание при этом будем уделять высотам нижней термосферы.
- 94 –
Рассмотрим реакцию модели на предельные значения потока солнечного коротковолнового излучения, который согласно существующей точки зрения (131) будем характеризовать индексом F10.7. В связи с этим модельные расчеты проводились для двух уравнений солнечной активности, минимального (F10.7 = 70.10^-22втм^2сек^-1)
В этих вариантах расчета модель внешнего электрического поля магнитосферного происхождения оставалось плазменной и задавалась согласно (34).
Циклические вариации температуры нейтрального газа.
Результаты расчетов температурного профиля представлены на рис. 4.1 (1 вариант отмечен сплошной кривой, 2 – штриховой, 3 – пунктиром). Из приведенных результатов расчетов видно, что в термосфере, в районе высот турбопаузы, существует область инверсии температуры нейтрального газа, т.е. имеется область высот на которых температура нейтрального нейтрального газа увеличивается с уменьшением уровня солнечной активности при соответствующем значении коэффициента турбулентной диффузии (сравни 2 и 3 варианты расчетов). Ранее, при анализе результатов, полученных на одномерной модели термосферы, отмечалось, что подобная ситуация в термосфере наблюдалась экспериментально (133 – 135)как для полярной (133, 137так и
- 96 –
Широтной термосферы (135). Отметим, что инверсии температуры в полярной области термосферы не зависит от времени суток и составляет величину ∆Tn=35⁰ K на h=121 км. В экваториальной области инверсия Tn на высотах нижней термосферы максимальна в восходно-заходный период времени суток и достигает величины ∆Tn=50⁰ K для ᶲ=20⁰ N на h=121 км (рис.4.1.). Область инверсии температуры нейтрального газа начинается с высот ̴ 95 км и простирается до высот ̴ 135 км, причем она максимальна в экваториальной термосфере. Это следует из рис. 4.2. где в тех же обозначениях, что и на рис.4.1. производится высотный профиль Tn для трех вариантов расчетов. Область инверсии Tn отмечена штриховой. При данном различии а коэффициентах турбулентной диффузии для максимума и минимума солнечной активности величина инверсии Tn максимальна на h=110-120 км и не превышает 70⁰К.
Качественно идентичная картина была получена при измерении Tn в цикле солнечной активности для высокоширотной области термосферы (о.Хейеса) (112,113). Наличие инверсионных областей Tn при возрастании солнечной активности отмечалось экспериментально для среднеширотной термосферы на высотах 110-135 км (134), согласно данным измерений, полученных с помощью станций некогерентного рассеяния радиоволн.
Отметим, что как теоретическое моделирование (148-160), так и экспериментальные данные (134-136) указывают на наличие определенной области высот в термосфере, на которых температура нейтрального газа при минимуме солнечной активности превышает Tn для максимума солнечной активности. Расчеты, выполненные на трехмерной модели (с полным учетом переноса тепловой энергии в вертикальном направлении, т.е. полный учет вертикальной компоненты скорости Ws=Wb+Wdiv в отличии от одномерной модели термосферы, где учитывалась лишь компонента Wb, а также перенос энергии
- 97 –
- 98 –
В горизонтальном направлении посредством термосферной циркуляции. Убедительно показывают, что увеличение процесса турбулентной теплопроводности с ростом солнечной активности приводит к инверсии Tn на высотах нижней термосферы.
Рассмотрим теперь поведение Tn при изменении уровня солнечной активности на высотах изотермии(h ̴300 км). Наибольшее количество экспериментальниых данных по измерению Tn получено для этой области высот. Известно, как из теоретического моделирования теплового режима термосферы (136), так и из многочисленных экспериментов (141), что с ростом солнечной активности наблюдается рост Тэкз – температуры экзосферы. Аналогичная картина получена и в модельных расчетах (рис.4.1. h = 293 км). Вариации Tn, полученные при модельных расчетах (h = 300 км) в зависимости от индекса F10.7 показаны на рис.3. для экваториальной области термосферы. Тут же приводятся значения Tn, рассчитанные согласно трем полуэмпирических глобальным моделям нейтральной атмосферы. Наблюдается линейная зависимость Tn от индекса F10.7, причем с ростом уровня солнечной активности возрастает Tn. Отметим, что наблюдается хорошее согласие (в пределах ошибок измерений) модельных расчетов с обобщенными экспериментальными данными, на основании которых получены полуэмпирические глобальные модели нейтральной атмосферы DTM (5), MSIS (3,4) и Яккия 1971 (140).
Расхождение среднесуточных значений Тэкз с экспериментом максимально при высокой солнечной активности и состовляет ̴ 70⁰ К, что не превышает ̴ 7% при Тэкз ̴ 1100⁰К.
Из резулбтатов расчетов, выполненных на трехмерной согласованной модели термосферы видно, что изменение Tn с увеличением уровня солнечной активности проявляется по разному на высотах верхней и нижней термосферы. С целью теоретической интерпритации поведения Tn при изменении уровня солнечной активности на высотах
- 99 –
- 100 –
Нижней термосферы проведен оценку членов уравнения теплопроводности. Выясним относительную роль процессов, ответственных за перестройку тепловой структуры теплосферы, по отношению друг к другу. Такая оценка членов уравнения теплопроводности была сделана и результаты приводятся в табл.4.2. Здесь в колонке 1 сделаны все члены, обусловленные молекулярной и турбулентной теплопроводностью, в колонке 2 – члены уравнения, связанные с вертикальным макропереносом энергии, в колонке 3 – члены, обусловленные горизонтальным переносом энергии. Для иллюстрации рассматривается широтаᶲ=40⁰ в дневное (табл.4.2а) и ночное время (табл.4.2б). В нижней строке таблицы 4.2 видно, что как днем, так и ночью инверсия Tn в цикле солнечной активности обусловлена процессом выхолаживания термосферы на высотах тербопаузы за счет турбулентности.
Глобальная картина распределения температуры нейтрального газа в цикле солнечной активности иллюстрируется на рис.4.4, где показано распределение среднесуточных значений ∆ Tn в зависимости от широты и высоты. Из рис.4.4. видно, что с высот h ˃ 165 км наблюдается возрастание Tn с ростом уровня солнечной активности на всех широтах. Это возрастание максимально на h ̴ 300 км в районе экваториальных широт (∆ Tn ̴440⁰ К). В области высот нижней термосферы (h˂ 121 км) характерно наличие отрицательных превращений ∆ Tn, которые увеличиваются с увеличением турбулентности (рис.4.4а), достигая ∆ Tn ̴-35⁰ на h=121 км и ∆ Tn ̴ -2,5⁰ на h=100 км, Резко выраженной широтной за-
- 101 -
- 102 –
- 103 –
- 104 –
висимости ∆ Tn на высотах нижней термосферы не обнаружено. Модальные расчеты показали, что область инверсии Tn в цикле солнечной активности наблюдается на всех широтах и составляет величину ∆ Tn ̴ 30⁰ К в среднем за сутки в районе турбопаузы (h=121 км).
Гр 16 – ЭЭ 2 подгруппа
Казамаров А.Ю.
Лаб 3
Если сделать опцию File главного меню активной, появится раскрывающееся меню, которое содержит следующие команды (табл. 4.1);
Таблица 4.1.
| File | ||
| New | Создать | Открыть окно для нового документа |
| Open | Открыть | Открыть существующий документ |
| Close | Закрыть | Закрыть текущий документ |
| Save | Сохранить | Сохранить на диске текущий документ |
| Save As | Сохранить как | Сохранить на диске текущий документ под новым именем |
| Send | Отправить | Соединение с почтовым сервером |
| Page Setup | Параметры страницы | Установить на странице |
| Print Previev | Просмотр | Предварительный просмотр документа |
| Печать | Распечатать документ | |
| Exit | Выход | Выйти из среды Mathcad |
Опция Edit (Правка) содержит следующие команды (табл. 4.2):
Таблица 4.2
| Edit | ||
| Undo | Отменить | Отменить последнюю операцию редактирования |
| Redo | Восстановить | Восстановить отменную операцию |
| Cut | Вырезать | Переместить выделенное в буфер обмена |
| Copy | Копировать | Скопировать выделенное в буфер обмена |
| Past | Вставить | Вставить выделенное из буфера обмена в документ |
| Past special | Специальная вставка | Вставить из буфера обмена в различном формате |
| Delete | Удалить выделенное | |
| Select All | Выделить все области в документе | |
| Find | Найти заданную текстовую или математическую строку |
Таблица 4.2 (окончание)
| Edit | ||
| Replace | Заменить | Найти и заменить текстовую или математическую строку |
| Go to Page | Перейти к странице | Расположить начало указанной страницы в начале документа |
| Check Spelling | Проверка правописания | Проверка правописания выделенного текста |
| Links | Связи | Использование связанных и внедренных объектов для обмена данными |
| Object | Объект | Открытие и редактирование внедренных объектов |
Опция View (Вид) содержит следующие команды(табл. 4.3):
Таблица 4.3
| View | ||
| Toolbars | Панели инструментов | Выводит (убирает) панели инструментов |
| Standart | Выводит (убирает) стандартную панель инструментов | |
| ||
| Formatting | Выводит (убирает) панель форматирования | |
| ||
| Math | Выводит (убирает) панель математических символов | 
|
| Calculator | Выводит (убирает) панель операторов вычислений | 
|
