Глава 2.

Периодограмма радиоизлучения солнца.

2.1. Периодограмма.

Этим довольно странно звучащим термином — периодограмма (periodogram) — называется оценка спектральной плотности мощности, полученная по N отсчетам одной реализации случайного процесса согласно определению E.19) (естественно, не путем взятия предела, а усреднением конечного числа слагаемых). Таким образом, периодограмма рассчитывается по следующей формуле:

(13)

Деление на частоту дискретизации /д необходимо для получения оценки спектральной плотности мощности аналогового случайного процесса, восстановленного по отсчетам x(k), связывающей спектры аналогового и дискретизированного сигналов, имеется множитель 1/Т).

Если при расчете спектра используется весовая функция (окно) с коэффициентами w(k), формула (13) слегка модифицируется — вместо числа отсчетов N в знаменателе должна стоять сумма квадратов модулей коэффициентов окна. Полученная оценка спектра мощности называется модифицированной периодограммой (modified periodogram):

(14)

Периодограмма не является состоятельной оценкой спектральной плотности мощности, поскольку дисперсия такой оценки сравнима с квадратом ее математического ожидания. С ростом числа используемых отсчетов значения периодограммы начинают все быстрее флуктуировать.

2.2. Плотность потока солнечного радиоизлучения 1947–2010 годы.

Плотность потока солнечного радиоизлучения на частоте 2800 МГц, что соответствует длине волны ≈10.7 см, часто обозначается SF10.7 (Solar Flux 10.7 cm). Плотность потока солнечного радиоизлучения SF10.7 является одной из широко распространенных характеристик солнечной активности. Полная величина измерения плотности потока солнечного радиоизлучения [Вт/(с•м²•Гц)] , часто сокращается до [Вт/м²] т.к. с•Гц = с•с^–1. Полная форма записи подчёркивает, что данная плотность для линейчатого спектра, характеризующая излучение на одной частоте (2.8 ГГц). Мощность интегрального потока (во всём спектре) солнечного излучения ≈1370 Вт/м² в зависимости от фазы солнечной активности она может изменяться ≈0.1%. На графике видно, что на частоте 2800 МГц плотность потока излучения может изменяться более чем в 3.5 раза, т.е. излучение на данной частоте "чувствительно" к 11–12 летним циклам солнечной активности, что делает его интересным для наблюдений. Мощность 1370 Вт/м²соответствует мощности хорошего обогревателя, т.е. на каждый квадратный метр поверхности Земли (при условии вертикального падения потока излучения) приходиться "Солнечная печка". Солнце снабжает Землю колоссальным количеством энергии. Практически все виды энергии на Земле (кроме атомной) являются результатом превращения солнечной энергии. Для наблюдения за Солнцем выделен ряд частот, на которых соблюдается радиомолчание спутниковых и наземных передатчиков, для исключения появления помех в наблюдениях. Большинство радиообсерваторий расположено в районах удаленных от городов, часто в высокогорье, где наиболее благоприятные условия для астрономических наблюдений с поверхности Земли.