Российские ученые разработали алгоритм более точного расчета параметров «ионосферного свиста»
В Институте космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН предложили математическую модель, описывающую закон изменения частоты вистлеров (особого типа низкочастотных электромагнитных волн) во времени.
Вистлеры (свистящие атмосферики, свисты) — это электромагнитные волны очень низких частот, распространяющиеся через магнитосферу Земли. Свое название они получили из-за характерного звука — свиста, слышимого при их воспроизведении. Этот эффект возникает из-за дисперсии, вызванной взаимодействием волн с плазмой: высокочастотные компоненты распространяются быстрее низкочастотных, что приводит к постепенному изменению частоты сигнала с течением времени. Источниками свистящих атмосфериков обычно являются грозовые разряды молний.
«Свистящие атмосферики позволяют исследовать такие свойства магнитосферы, как концентрация электронов, структура магнитного поля и взаимодействие с солнечным ветром, то есть космическую погоду. Кроме того, свистящие атмосферики можно использовать для мониторинга активного воздействия на ионосферу», — отметил руководитель проекта, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник ИКИР ДВО РАН Роман Паровик.
Ученые выделили след свиста с помощью пороговой фильтрации и кластеризации. Затем спрямили его путем преобразования координат и построили уравнение линейной регрессии, где котангенс углового коэффициента дает оценку дисперсии.
Алгоритмы реализовали в программном комплексе ADWRK 1.0 на языке программирования Python. Исследователи сравнили результаты, полученные с помощью данного программного пакета, с данными математической модели. Оказалось, что расчет коэффициента дисперсии вистлера может быть более точным, если использовать комбинированный метод выделения следа.
Результатом исследования стал разработанный авторами алгоритм расчета коэффициента дисперсии вистлера на основе анализа его спектрограммы.