Kết quả nghiên cứu dựa trên số liệu quan trắc
điện ly trong hơn một chu kỳ hoạt động Mặt Trời
từ 1962 đến 1979 thu thập được từ máy thăm dò
điện ly thẳng đứng tại Phú Thụy cho thấy các đặc
trưng xuất hiện Spread F tại đây như sau:
- Về dạng Spread F : tại Phú Thụy thường chỉ
quan sát thấy 3 dạng Fs chính đó là Fs_Q, Fs_L và
Fs_F, trong đó Fs_Q và Fs_F là hai dạng chiếm ưu
thế trong hầu hết các năm. Đôi khi tồn tại trạng thái
phát triển tuần tự từ Fs_Q sang Fs_F trong một chu
kỳ hình thành và phát triển của Fs.
- Về biến thiên theo thời gian ngày đêm xu
hướng chung là Fs xuất hiện chủ yếu vào thời gian
sau nửa đêm tại Phú Thụy, đạt cực đại vào khoảng
1-2h đêm địa phương. Dạng trải rộng độ cao chiếm
ưu thế vào thời gian trước nửa đêm và dạng trải
rộng tần số chiếm ưu thế vào sau nửa đêm.
- Về biến thiên theo mùa và mối liên hệ với
mức độ hoạt động Mặt trời: sự xuất hiện Fs quan
sát tại trạm Phú thụy cho thấy tần suất xuất hiện Fs
không thể hiện sự phụ thuộc vào mức độ hoạt động
của Mặt Trời trong giai đoạn này, nhưng thể hiện
một xu thế biến thiên mùa rõ rệt theo mức độ hoạt
động Mặt Trời, xuất hiện nhiều vào thời kỳ phân
điểm trong những năm Mặt Trời hoạt động mạnh
và vào những năm Mặt Trời hoạt động yếu và
trung bình thì đạt giá trị cực đại vào những tháng
mùa hè, xuất hiện ít vào những tháng mùa đông.
- Về hai dạng Fs cơ bản: sự xuất hiện Fs trải
rộng về độ cao chiếm ưu thế vào những năm Mặt
trời hoạt động mạnh và Fs trải rộng về tần số xuất
hiện nhiều hơn vào những năm Mặt Trời hoạt động
yếu và trung bình.
Các kết quả quan sát cho thấy đặc trưng xuất
hiện Fs tại Phú Thụy, Hà Nội có nhiều điểm khác
so kết quả quan sát tại trạm Hóc Môn, Tp. Hồ Chí
Minh. Khảo sát sự xuất hiện của Fs tại Phú Thụy
trong nghiên cứu này đã cho ta hình dung được
phần nào bức tranh xuất hiện spread F tại đây.
Lời cảm ơn: Bài báo được hoàn thành với sự
hỗ trợ kinh phí từ đề tài nghiên cứu cơ bản mã số
105.01.42.09 của Quỹ phát triển Khoa học và Công
nghệ Quốc gia (NAFOSTED) và đề tài cơ sở năm
2012 của Viện Vật lý Địa cầu.
7 trang |
Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 549 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Một số đặc trưng xuất hiện spread-F xích đạo tại Phú Thụy trong hơn một chu kỳ hoạt động mặt trời, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
265
35(3), 265-271 Tạp chí CÁC KHOA HỌC VỀ TRÁI ĐẤT 9-2013
MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG XUẤT HIỆN
SPREAD-F XÍCH ĐẠO TẠI PHÚ THỤY TRONG
HƠN MỘT CHU KỲ HOẠT ĐỘNG MẶT TRỜI
TRẦN THỊ LAN, ĐÀO THẾ CƯỜNG
E-mail: lanvldc@yahoo.com
Viện Vật lý Địa cầu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Ngày nhận bài: 23 - 3 - 2013
1. Mở đầu
Spread F (Fs) là hiện hượng vết F bị trải rộng
trên điện ly đồ thay vì là vết mảnh thông thường do
xuất hiện các bất ổn định plasma trong vùng F tầng
điện ly [19]. Tại vùng điện ly xích đạo Fs thường
xuất hiện vào thời điểm sau khi mặt trời lặn và
thường được gọi là Spread F xích đạo. Meek
(1949) là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ
“Spread” (trải rộng) để mô tả các điện ly đồ
khuyếch tán mà ông quan sát thấy ở vùng vỹ độ
cao, kể từ đó thuật ngữ “Spread F” chính thức được
các nhà khoa học về điện ly sử dụng rộng rãi trong
các nghiên cứu sau này.
Nghiên cứu Fs bắt đầu phát triển và gây sự chú
ý khi hiện tượng được ghi nhận đầu tiên vào năm
1938 tại Huancayo, Peru. Đã có hàng loạt các
nghiên cứu hiện tượng xuất hiện Fs ở các vùng vĩ
độ khác nhau được tiến hành. Kết quả nghiên cứu
Fs tại các trạm vùng xích đạo đã được công bố trên
thế giới phải kể đến như trạm Ibadan, Nigeria [9];
Baguio, Philippin [10]; Ahmedabad, Ấn Độ [12];
Thumba, Ấn Độ [2, 3]; Fortaleza, Brazil [1]. Các
nghiên cứu đã tập trung vào việc mô tả hình thái
học của hiện tượng, bao gồm phân bố hoạt động Fs
theo vỹ độ - kinh độ, phạm vi hoạt động Fs mạnh,
hình dạng của Fs xuất hiện trên điện ly đồ, biến
thiên của sự xuất hiện theo thời gian (theo giờ
trong ngày, theo mùa trong năm), mối quan hệ giữa
sự xuất hiện với độ hoạt động Mặt Trời, với các
hoạt động địa từ (bão từ), với phản ứng của lớp F
(độ cao của đáy lớp F). Các nghiên cứu chỉ ra sự
tồn tại một vành đai hoạt động Fs mạnh nằm trong
khoảng ±10° vỹ độ địa từ ở hai bên xích đạo từ.
Các kết quả cũng cho thấy đặc trưng xuất hiện Fs
biến đổi phức tạp, phụ thuộc nhiều vào đặc tính địa
phương, kinh độ, vỹ độ, thời gian, mùa, hoạt động
Mặt Trời, Cho đến nay bức tranh về sự xuất hiện
Fs trên thế giới là tương đối đầy đủ và các nghiên
cứu hiện nay đang tập trung vào việc tìm ra cơ chế
kích thích hoạt động Fs để giải thích hiện tượng, từ
đó ứng dụng trong dự báo ngắn hạn nhằm phục vụ
tốt nhất cho công tác truyền thông vệ tinh - mặt
đất [18].
Việt Nam nằm trải dài theo phương kinh tuyến,
từ vỹ độ khoảng 8°30’N tới 23°30’N vỹ độ địa lý
(0°30’N tới 15°30’N vỹ độ từ), bao phủ một vùng
điện ly xích đạo, đây được cho là vùng thường
xuyên xuất hiện Fs (nằm trong vành đai hoạt động
Fs). Nghiên cứu đặc trưng xuất hiện Fs ở Việt Nam
cũng mới được tiến hành trong vài năm gần đây
bởi nhóm tác giả Hoàng Thái Lan (2008, 2009,
2010, 2011) sử dụng số liệu tại Đài quan trắc khí
quyển Hóc Môn, Tp. Hồ Chí Minh nghiên cứu cho
giai đoạn từ 2002 đến 2006 đã cho thấy một số đặc
trưng xuất hiện Fs tại đây [5-8].
Để tiếp tục nghiên cứu về hiện tượng này, đóng
góp thêm cho bức tranh xuất hiện Fs ở Việt Nam,
bài báo này giới thiệu kết quả nghiên cứu cho
chuỗi số liệu kéo dài hơn một chu kỳ hoạt động
Mặt Trời (1962-1979) quan sát tại đài điện ly Phú
Thụy, Hà Nội. Kết quả nghiên cứu cũng sẽ được so
sánh với các kết quả quan sát đã công bố trước đây.
2. Số liệu nghiên cứu
Số liệu sử dụng nghiên cứu được tiến hành thu
thập trong hơn một chu kỳ hoạt động của Mặt Trời
từ 1962 đến 1979. Hình 1 là số vết đen trung bình
266
tháng của Mặt Trời từ 1962 đến 1979. Hoạt động
Mặt Trời trong giai đoạn này có thể được chia
thành 3 mức: mức mạnh là các năm 1967, 1968,
1969, 1970, 1978 và 1979; mức trung bình là 1962,
1963, 1966, 1971, 1972, 1973 và 1974; mức yếu là
1964, 1965, 1975, 1976 và 1977.
Hình 1. Vết đen Mặt Trời từ năm 1962 đến 1980 [http:// www.sidc.be]
Một máy thăm dò điện ly chủ yếu bao gồm một
máy phát xung và một máy thu dải rộng, tần số
thăm dò có thể thay đổi từ 1 MHz đến 20 MHz.
Máy được lập trình tự động quét ở khoảng thời
gian 15 phút một vết ảnh về điện ly. Số liệu được
thu thập và được xem xét trong tất cả các ngày
quan sát và trong khoảng thời gian ban đêm (từ 6
giờ tối đến 7 giờ sáng hôm sau).
Mặc dù quan trắc được rất nhiều dạng khác
nhau của Fs, theo tài liệu chuẩn hướng dẫn về phân
tích điện ly đồ thì có thể chia thành bốn dạng chính
như sau [21];
Dạng F: vết trải rộng về tần số (Fs_F), gần giá
trị của tần số tới hạn xuất hiện các vết bị trải rộng
về tần số, hoặc những vết phụ giống như vết phản
xạ bình thường. Ký tự F được sử dụng khi mức độ
trải rộng vượt quá 0.3 MHz.
Dạng Q: vết trải rộng về độ cao (Fs_Q), ở cách
xa tần số tới hạn xuất hiện vết có sự trải rộng về độ
cao hoặc vết phụ thuộc, hoặc cả hai vết này đồng
thời xuất hiện. Đối với vết có dạng đều, kí tự Q
được sử dụng khi chiều cao bị trải rộng quá 30 km.
Dạng L: vết trải rộng cả về tần số và độ cao
(Fs_L), vết có đồng thời sự trải rộng cả về tần số
và độ cao mà không thể hiện riêng biệt và rõ ràng
là dạng F hay Q.
Dạng P: vết không định hình (spur: có dạng
như móng ngựa, Fs_P) dạng này bao gồm tất cả
các vết không thể phân biệt rõ ràng thành dạng F,
Q hay L.
Các điện ly đồ có Fs xuất hiện trong giai đoạn
này sẽ được chúng tôi thống kê, phân loại và đưa
vào nghiên cứu.
3. Kết quả và thảo luận
3.1 Dạng Spread F tại Phú Thụy
Dựa vào lý thuyết phân loại chúng tôi tiến hành
thống kê phân loại Fs cho chuỗi số liệu từ 1962
đến 1979, kết quả được chỉ ra trên hình 2.
1960 1964 1968 1972 1976 1980
N¨m
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Sè
l
Çn
Fs_L
Fs_Q
Fs_F
Fs_P
Hình 2. Sự xuất hiện của các dạng Fs tại Phú Thụy từ 1962 đến 1979
267
Ta nhận thấy Fs xuất hiện tại trạm Phú Thụy
chủ yếu là dạng F, L và Q. Trong đó dạng trải rộng
về tần số Fs_F và dạng trải rộng về độ cao Fs_Q
chiếm ưu thế. Dạng P (vô định hình) hầu như
không quan sát thấy tại đây trong giai đoạn nghiên
cứu. Khi so sách kết quả thu được trong bài báo
này với kết quả của Hoàng Thái Lan và nnk, 2009
[5] nghiên cứu cho số liệu từ 2002 đến 2006 quan
trắc tại trạm Hóc Môn (2°50 vỹ độ từ), gần như
không thấy xuất hiện Fs dạng L mà xuất hiện nhiều
nhất lại là loại P (vô định hình). Điều này cho thấy
đặc trưng xuất hiện theo dạng Fs quan sát giữa hai
trạm ở Việt Nam tương đối khác nhau. Nguyên
nhân cũng có thể do vị trí một trạm nằm gần xích
đạo từ (Hóc Môn - 2°50 vỹ độ từ) và một trạm nằm
dưới vùng đỉnh dị thường điện ly (Phú Thụy -
13°02 vỹ độ từ) nên quá trình vật lý diễn ra trong
tầng điện ly tại hai vùng này khác nhau.
Các nghiên cứu trước đây cho thấy, tại các trạm
gần xích đạo thường tồn tại một quá trình phát
triển tuần tự của spread F: dạng trải rộng độ cao
xuất hiện vào giai đoạn đầu của quá trình hình
thành Fs sau đó chuyển dần sang dạng trải rộng tần
số vào giai đoạn cuối [2-4, 12, 13]. Sự xuất hiện
tuần tự từ Fs_Q đến Fs_F cũng thường xuyên được
quan sát thấy tại trạm Phú Thụy. Hình 3 là một ví
dụ quan sát được trong đêm ngày 20/2/1970, loại Q
xuất hiện vào thời điểm trước nửa đêm, kéo dài
trong nhiều giờ và chuyển thành loại F vào thời
điểm cuối của quá trình phát triển spread F.
20:45
21:00
21:15
22:15
22:30
2:00
2:15
2:30
5:15
5:30
Hình 3. Quá trình xuất hiện Fs tuần tự từ Fs_Q đến Fs_F trong ngày 20/2/1970 tại Phú Thụy
Để lý giải cho sự xuất hiện tuần tự từ Fs trải
rộng về độ cao đến trải rộng về tần số trên điện ly
đồ giải thích lý thuyết sau đây được chấp nhận [2,
3]: vào thời gian sau hoàng hôn, các nhiễu loạn
được tạo ra ở phần đáy lớp F, làm phá vỡ cấu trúc
phân tầng ngang của khu vực này. Khi tín hiệu
thăm dò phát ra từ hệ thống quan trắc, phản xạ từ
các bề mặt bị nghiêng ở lớp đáy sẽ thể hiện thành
các vệt dày, bị khuếch tán theo chiều cao ở các
vùng tần số thấp và ở độ cao gần với h’minF (độ cao
thấp nhất của vết phản xạ trên điện ly đồ) và lấp
đầy một khoảng độ cao lớn (tạo thành vết trải rộng
về độ cao). Sau đó, những nhiễu loạn này sẽ được
nâng lên phía trên nhờ hiệu ứng nổi có liên quan
đến cơ chế bất ổn định trọng lực GRT
(Gravitational Rayleigh - Taylor). Cuối cùng, đến
một độ cao và với các điều kiện thích hợp nhất
định, các vùng bất ổn định “phân rã”, tạo nên các
khu vực “lõm” có dạng hình “bọt bong bóng” là
nơi có mật độ điện tử thấp hơn môi trường xung
quanh. Tín hiệu thăm dò đi qua khu vực này, phản
xạ lại hệ máy thu sẽ tạo thành vết trải rộng tần số ở
khu vực tần số cao của vết Fs hay là phần cuối của
vết Fs, đây gọi là giai đoạn phân rã của quá trình
hình thành và phát triển Fs. Trong thực tế, sự xuất
hiện các dạng Fs tại Phú Thụy không phải lúc nào
cũng tuân theo một quy luật như vậy, có khi Fs_ F
xuất hiện ngay từ những giờ đầu xuất hiện vết tán
xạ, có khi Fs_L xuất hiện ngay từ đầu hoặc xen kẽ
với các loại khác hay có khi cả tối chỉ quan sát thấy
Fs_Q xuất hiện [2-4, 13, 14, 18].
3.2 Biến thiên ngày đêm của Spread F
Để nghiên cứu đặc trưng xuất hiện Fs theo thời
gian trong ngày chúng tôi tiến hành thống kê cho toàn
bộ chuỗi số liệu từ 1962 đến 1979. Với số trường hợp
268
điện ly đồ có xuất hiện Fs trong mỗi khoảng thời gian
15 phút, kết quả được chỉ ra trên hình 4.
12 15 18 21
0
100
200
300
400
500
600
Sè
lÇ
n
0 3 6 9 12
Giê ®Þa ph−¬ng
Sù xuÊt hiÖn Spread F t¹i Hμ Néi
giai ®o¹n 1962-1979
Hình 4. Sự xuất hiện của Fs theo thời gian trong ngày
Nhìn vào hình 4 ta nhận thấy rằng tại Phú
Thụy, Fs xuất hiện vào khoảng thời gian sau khi
Mặt Trời lặn 18h00 - 6h45 LT, và tập chung chủ
yếu vào giờ sau nửa đêm. Kết quả biến thiên theo
thời gian trong ngày tại trạm Hóc Môn đã được
công bố bởi nhóm tác giả Hoàng Thái Lan (2009)
[6] cũng cho kết quả tương tự. Đặc trưng này tại
Phú Thụy (trạm xa xích đạo) cũng phù hợp với kết
quả của Chandra & Rastogi (1972) nghiên cứu giai
đoạn 1953-1964 cho thấy tại các trạm xa xích đạo
(khoảng 15 vỹ độ địa từ) Fs hầu như xuất hiện vào
thời gian sau nửa đêm [3].
3.3 Biến thiên theo mùa của Spread F và mối liên
hệ với hoạt động của Mặt Trời
Theo các kết quả nghiên cứu về biến thiên mùa
đã được công bố trước đây thì quy luật biến thiên
theo mùa của Fs là khá phức tạp, thay đổi rất lớn
giữa các trạm khác nhau [2, 3, 10, 14-17]. Để tìm
hiểu đặc trưng xuất hiện theo mùa và theo mức độ
hoạt động Mặt Trời cho trạm Phú Thụy, chúng tôi
tiến hành thống kê và tính phần trăm xuất hiện
spread F cho từng tháng trong năm và theo 3 mức
hoạt động của Mặt Trời trong giai đoạn từ 1962
đến 1979: hoạt động mạnh (1967, 1968, 1969,
1970, 1978 và 1979), hoạt động trung bình (1962,
1963, 1966, 1971, 1972, 1973 và 1974) và hoạt
động yếu (1964, 1965, 1975, 1976 và 1977) với
nguyên tắc sau:
Xuất hiện 100
2
1(%) x
TT
T
−=
trong đó: T1 là số điện ly đồ có Fs xuất hiện, T1 là
số điện ly đồ bị mất do lỗi kỹ thuật và T là tổng số
điện ly đồ trong khoảng thời gian đêm từ 18h tối
đến 6h45 sáng với khoảng thời gian quan sát
15 phút.
Kết quả nghiên cứu biến thiên theo mùa và theo
mức độ hoạt động Mặt Trời của trạm Phú Thụy
được chỉ ra trên hình 5. Nhìn vào hình 5 ta nhận
thấy rằng sự xuất hiện Fs quan sát tại trạm Phú
Thụy thể hiện một xu thế biến thiên mùa rõ rệt và
tùy thuộc vào mức độ hoạt động Mặt Trời: xuất
hiện nhiều vào thời kỳ phân điểm trong những năm
Mặt Trời hoạt động mạnh và vào những năm Mặt
trời hoạt động yếu và trung bình thì đạt giá trị cực
đại vào những tháng mùa hè. Xuất hiện ít vào
những tháng mùa đông trong cả giai đoạn nghiên
cứu. Đặc trưng này quan sát thấy tại trạm Phú
Thụy cũng tương tự như kết quả Rastogi et.al
(1969) nghiên cứu cho trạm ở Ahmedabad (15°00
vỹ độ từ) [12]. Ngoài ra ta còn nhận thấy tần suất
xuất hiện Fs tại trạm Phú Thụy không thể hiện sự
phụ thuộc tuyến tính vào mức độ hoạt động của
Mặt Trời, vào năm Mặt Trời hoạt động trung bình
thì tần xuất xuất hiện Fs lại nhiều nhất so với năm
Mặt Trời hoạt động mạnh và yếu.
Hình 5. Phần trăm xuất hiện Fs theo tháng tại Phú thụy theo mức
hoạt động của Mặt Trời trong giai đoạn 1962-1979 với
a) hoạt động mạnh, b) hoạt động trung bình và c) hoạt động yếu
269
Nghiên cứu về mối liên hệ giữa tần suất xuất
hiện Fs và hoạt động Mặt Trời cũng đã được nhiều
tác giả trên thế giới tiến hành [2, 3, 12, 14, 16] đều
cho thấy những mối liên hệ rất khác nhau giữa các
trạm nghiên cứu, có nơi thì cho thấy mối liên hệ tỷ
lệ thuận, có nơi cho thấy mối liên hệ tỷ lệ nghịch
và có nơi thì không thể hiện mối liên hệ nào. Như
vậy hoạt động của Fs không chỉ bị tác động của
bức xạ Mặt Trời tạo ra plasma điện ly mà quá trình
này phụ thuộc nhiều vào các điều kiện địa phương
trong mối quan hệ giữa tầng điện ly và khí quyển
trung hòa.
Hình 6 là kết quả được tính và vẽ cho từng mùa
theo thời gian địa phương. Ta nhận thấy xu hướng
biến thiên theo mùa chung của giai đoạn này là Fs
xuất hiện nhiều vào mùa hè, tiếp đến là phân điểm
và ít xuất hiện vào mùa đông. Vào mùa hè, Fs xuất
hiện chủ yếu vào khoảng thời gian sau nửa đêm,
còn vào mùa đông và phân điểm thì Fs xuất hiện
gần như đều ở cả giai đoạn trước và sau nửa đêm.
Đặc điểm này cũng giống với kết quả quan sát tại
trạm ở Ahmedabad của Ấn Độ [12].
Hình 6. Đặc trưng xuất hiện Fs theo mùa và theo thời gian trong ngày tại Phú Thụy giai đoạn 1962-1979
3.4. Đặc trưng xuất hiện vết trải rộng độ cao và
tần số quan sát tại Phú Thụy
Từ góc độ ảnh hưởng tới quá trình truyền sóng
radio, Fs thường được xem xét để phân thành hai
dạng cơ bản là trải rộng về độ cao và trải rộng về
tần số. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, dạng Fs
trải rộng về độ cao thường liên quan đến hiệu ứng
nhấp nháy tín hiệu khi sóng radio truyền qua tầng
điện ly, trong khi dạng Fs trải rộng về tần số thì
không có liên hệ nào tới hiện tượng này. Cùng với
sự phát triển của thông tin liên lạc vệ tinh, thông
tin về spread F và đặc biệt là hai dạng cơ bản là rất
quan trọng cho các nghiên cứu cấu trúc plasma
điện ly, có ý nghĩa đặc biệt trong nghiên cứu và dự
báo thời tiết không gian toàn cầu. Vì vậy Fs thường
được nghiên cứu chi tiết ở hai dạng cơ bản nêu trên
với dạng trải rộng về độ cao được gọi chung là
Fs_Q bao gồm Fs_Q, Fs_L và Fs_P, dạng trải rộng
về tần số gọi chung là Fs_F bao gồm Fs_ F [3, 5, 8,
11, 20].
Hình 7 là kết quả thống kê sự xuất hiện Fs theo
hai dạng cơ bản trong từng năm của giai đoạn
nghiên cứu. Từ kết quả cho thấy, tần xuất xuất hiện
của Fs cũng biến đổi liên tục, có năm dạng trải
rộng về tần số chiếm ưu thế so với dạng trải rộng
về độ cao như năm: 1962, 1963, 1964, 1965, 1966,
1968, 1971, 1973, 1975. Có năm dạng trải rộng về
độ cao chiếm ưu thế như năm 1969, 1970, 1972,
1774, 1977, 1978, 1979. Dựa vào mức độ hoạt
động Mặt Trời (hình 1) chúng tôi thống kê sự xuất
hiện hai dạng Fs cơ bản theo ba mức độ hoạt động
Mặt Trời: mạnh, yếu và trung bình như đã đề cập ở
trên, kết quả được chỉ ra trên hình 8.
Hình 7. Sự xuất hiện Fs theo hai loại Q và F từ năm 1962-1979
Hình 8. Sự xuất hiện Fs_Q và Fs_F theo 3 mức hoạt động Mặt
Trời: 1- mạnh, 2- trung bình và 3- yếu
270
Từ kết quả phân định này ta thấy rằng sự phụ
thuộc của Fs vào độ hoạt động Mặt Trời có vẻ rõ ràng
hơn: sự xuất hiện Fs trải rộng về độ độ cao chiếm ưu
thế vào những năm Mặt Trời hoạt động mạnh. Trong
khi đó thì vào những năm Mặt Trời hoạt động yếu và
trung bình thì Fs trải rộng về tần số xuất hiện nhiều
hơn so với dạng trải rộng về độ cao.
Hình 9 biểu diễn kết quả thống kê sự xuất hiện
của hai dạng Fs cơ bản theo mùa và theo thời gian
trong ngày cho cả giai đoạn nghiên cứu. Ta nhận
thấy rằng dạng trải rộng tần số chiếm ưu thế vào
mùa hè và dạng trải rộng về độ cao chiếm ưu thế
vào thời kỳ phân điểm và hai dạng cơ bản này xuất
hiện ít với mức độ tương đương nhau vào những
tháng mùa đông. Dạng Fs_Q thường xuất hiện
nhiều vào khoảng thời gian trước nửa đêm và Fs_F
chiếm ưu thế trong khoảng thời gian sau nửa đêm.
Kết quả này quan sát tại Phú Thụy cũng phù hợp
với kết quả đã công bố trước đây khi nghiên cứu
cho hai dạng Fs cơ bản [8, 12, 13, 20].
Hình 9. Sự xuất hiện của hai dạng Fs cơ bản (Fs_Q và Fs_F) theo mùa và theo thời gian trong ngày cho giai đoạn 1962-1979
4. Kết luận
Kết quả nghiên cứu dựa trên số liệu quan trắc
điện ly trong hơn một chu kỳ hoạt động Mặt Trời
từ 1962 đến 1979 thu thập được từ máy thăm dò
điện ly thẳng đứng tại Phú Thụy cho thấy các đặc
trưng xuất hiện Spread F tại đây như sau:
- Về dạng Spread F : tại Phú Thụy thường chỉ
quan sát thấy 3 dạng Fs chính đó là Fs_Q, Fs_L và
Fs_F, trong đó Fs_Q và Fs_F là hai dạng chiếm ưu
thế trong hầu hết các năm. Đôi khi tồn tại trạng thái
phát triển tuần tự từ Fs_Q sang Fs_F trong một chu
kỳ hình thành và phát triển của Fs.
- Về biến thiên theo thời gian ngày đêm xu
hướng chung là Fs xuất hiện chủ yếu vào thời gian
sau nửa đêm tại Phú Thụy, đạt cực đại vào khoảng
1-2h đêm địa phương. Dạng trải rộng độ cao chiếm
ưu thế vào thời gian trước nửa đêm và dạng trải
rộng tần số chiếm ưu thế vào sau nửa đêm.
- Về biến thiên theo mùa và mối liên hệ với
mức độ hoạt động Mặt trời: sự xuất hiện Fs quan
sát tại trạm Phú thụy cho thấy tần suất xuất hiện Fs
không thể hiện sự phụ thuộc vào mức độ hoạt động
của Mặt Trời trong giai đoạn này, nhưng thể hiện
một xu thế biến thiên mùa rõ rệt theo mức độ hoạt
động Mặt Trời, xuất hiện nhiều vào thời kỳ phân
điểm trong những năm Mặt Trời hoạt động mạnh
và vào những năm Mặt Trời hoạt động yếu và
trung bình thì đạt giá trị cực đại vào những tháng
mùa hè, xuất hiện ít vào những tháng mùa đông.
- Về hai dạng Fs cơ bản: sự xuất hiện Fs trải
rộng về độ cao chiếm ưu thế vào những năm Mặt
trời hoạt động mạnh và Fs trải rộng về tần số xuất
hiện nhiều hơn vào những năm Mặt Trời hoạt động
yếu và trung bình.
Các kết quả quan sát cho thấy đặc trưng xuất
hiện Fs tại Phú Thụy, Hà Nội có nhiều điểm khác
so kết quả quan sát tại trạm Hóc Môn, Tp. Hồ Chí
Minh. Khảo sát sự xuất hiện của Fs tại Phú Thụy
trong nghiên cứu này đã cho ta hình dung được
phần nào bức tranh xuất hiện spread F tại đây.
Lời cảm ơn: Bài báo được hoàn thành với sự
hỗ trợ kinh phí từ đề tài nghiên cứu cơ bản mã số
105.01.42.09 của Quỹ phát triển Khoa học và Công
nghệ Quốc gia (NAFOSTED) và đề tài cơ sở năm
2012 của Viện Vật lý Địa cầu.
TÀI LIỆU DẪN
[1] Abdu, M.A., I.S. Batista, and J.A.
Bittencourt, 1981: Some characteristics of spread F
at the magnetic equatorial station Fortaleza,
Journal of Geophysical Research, 86 (A8),
pp.6836 - 6842.
[2] Chandra, H., and R.G. Rastogi, 1970: Solar
cycle and seasonal variation of spread F near the
271
magnetic equator, Journal of Atmospheric and
Solar-Terrestrial Physics, 32, pp.439-443.
[3] Chandra, H., and R.G. Rastogi, 1972:
Equatorial spread F over a solar cycle, Annales
Geophysicae, 28 (4), pp.709-716.
[4] Cohen, R., and K.L. Bowles, 1961: On the
nature of equatorial spread F, Journal of
Geophysical Research, 66 (4), pp. 1081-1106.
[5] Hoang, L. T., MacDougall, J. W., 2008:
Equatorial ionospheric response to the major
geomagnetic storms in 2003 year observed in
South Vietnam, Journal of Geology, Series B (31 -
32), pp.101-109.
[6] Hoàng Thái Lan, Nguyễn Thu Trang, 2009:
Một số đặc điểm của spread F xích đạo quan trắc
tại Việt Nam, Tạp chí Các Khoa học về Trái Đất,
31 (4), pp. 368-373.
[7] Hoang, L. T., Abdu, M.A., MacDougall, J.
W., Batista, I. S., 2010: Longitudinal differences in
the equatorial spread F characteristics between
Vietnam and Brazil, Advances in Space Research,
45, pp. 351-360.
[8] Hoàng Thái Lan, Nguyễn Thu Trang, John
Macdougall, 2011: So sánh sự xuất hiện của spread
F xích đạo từ trong năm Mặt trời hoạt động trung
bình (2003) và hoạt động yếu (2005). Tạp chí các
khoa học về Trái Đất, T.33, (2), pp. 126-133.
[9] Lyon, A.J., N.J. Skinner, and R.W.H.
Wright, 1960: The belt of equatorial spread F,
Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial
Physics, 19, 145 - 159.
[10] Marasigan V. S. J., 1960: Spread F in
Baguio through haft of a solar cycle, Journal of
Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 18,
43-47.
[11] Rao, M.S.V.G., and B.R. Rao, 1961:
Nocturnal and seasonal variations of equatorial
spread F, Journal of Atmospheric and Solar-
Terrestrial Physics, 22, pp. 12 - 22.
[12] Rastogi R.G., Kulkarni P.P., 1969: Spread
F echoes at Ahmedabad over a solar cycle, Annales
Geophysicae, 25, 577- 587.
[13] Rastogi, R.G., and G.D. Vyas, 1977:
Range and frequency spread F at Huancayo, Indian
Academy of Sciences: Proceeding, 86A (4), pp.
417 - 421.
[14] Rastogi R.G., Vyas G.D., 1978: Solar
cycle effects in equatorial spread F, Current
Science, 47 (3), 73 - 74.
[15] Rastogi R.G., 1980: Seasonal variation of
equatorial spread F in the American and Indian
zones, Journal of Geophysical Research, 85 (A2),
722-726.
[16] Rastogi R.G., 1980: Seasonal and solar
cycle variations of equatorial spread F in the
American zone, Journal of Atmospheric and
Terrestrial Physics, 42, 593-597.
[17] Rastogi, R.G., 1983: Tropical spread F,
Indian journal of Radio and Space physics, 12, pp.
104 - 113.
[18] Tsunoda, R.T., 2010: On equatorial spread
F: Establishing a seeding hypothesis, Journal of
Geophysical research, 115, A12303,
doi:10.1029/2010JA015564.
[19] Wright, R.W., and N.J. Skinner, 1959:
Equatorial spread F, Journal of Atmospheric and
Terrestrial Physics, 15, pp. 121 - 125.
[20] Wells H. W., 1954: F scatter at Huancayo,
Peru and relation to radio star scintillation, Journal
of Geophysical research, V50 (2).
[21] World Data Center A for Solar -
Terrestrial Physics, 1978: U.R.S.I Handbook of
ionogram interpretation and reduction, USA.
SUMMARY
Some characteristic of equatorial spread F at Phuthuy over a solar cycle
This paper presents the research results of the occurrence of equatorial spread F at Phuthuy ionospheric
observatory in Hanoi over a solar cycle (1962-1979). The most common type of spread-F observed at Phuthuy are the
range spread type (Fs_Q) and the frequency spread type (Fs_F). In both phases, the maximum Fs occurs after midnight
(maximum at 1-2 LT). The seasonal variation of Fs occurrence showed peaks at equinox months during the maximum
sunspot years, but during the moderate and weak sunspot years there was a peak in summer. Range spread type
occurs concentratively on the before midnight period, on the equinox month and on the maximum sunspot years.
Frequency spread type occurs concentratively on the after midnight period, on the summer and on the moderate and
weak solar activily. The characteristic features and the variations of Spread F occurrence at Phuthuy, Hanoi (13.02°N
magnetic latitude) are similar from those at Ahmedabad, Indian (15.00°N magnetic latitude).
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 3699_12695_1_pb_6844_2107972.pdf