Student: Guth Jarkovský Jiří
Vedoucí: Prof. RNDr. Ondřej Santolík, Dr.
Konzultant: Ing. Ivana Kolmašová, Ph.D.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Elektromagnetické vlny o frekvencích stovek Hz až desítek kHz se mohou efektivně šířit ve vlnovodu tvořeném Zemí a spodním okrajem ionosféry na velké vzdálenosti dosahující až několik tisíc kilometrů. Nejsilnějším zdrojem elektromagnetických vln v tomto frekvenčním pásmu jsou přírodní bleskové výboje. Pomocí měření více složek elektromagnetického pole vlny vyzářené bleskovým výbojem lze odhadnout směr, ve kterém se nacházel zdrojový blesk. Vzhledem k tomu, že signály těchto frekvencí mohou také efektivně proniknout pod mořskou hladinu, používají se též pro radiovou komunikaci s ponorkami. Elektromagnetické vlny určené pro komunikaci s ponorkami lze s výhodou použít jako nástroj pro studium spodní vrstvy ionosféry (vrstva D ve výškách 60–90 km), jejíž vlastnosti se mění v závislosti na sluneční činnosti nebo intenzivní bouřkové aktivitě. Cílem bakalářské práce je prakticky ověřit metodu pro určování směru příchodu elektromagnetického signálu ze tří známých složek elektromagnetického pole vlny (dvě na sebe kolmé horizontální složky magnetického pole a vertikální složka elektrického pole). K ověření metody budou především použity úzkopásmové signály určené pro komunikaci s ponorkami, neboť poloha těchto vysílačů je známá. K ověření pro širokopásmové signály bude sloužit soubor signálů generovaných bleskovými výboji se známými parametry získanými z detekčních sítí. Zdrojem dat bude archiv záznamů měření prototypem analyzátoru ELMAVAN, vyvinutým v rámci přípravy družicového projektu Resonance a použitým pro pozemní měření v Jižní Francii. Součástí práce je studium existující literatury a sepsání jejího souhrnu. Na práci lze navázat v následném magisterském, případně doktorském studiu.
Zásady pro vypracování:
1) Studium literatury a sepsání přehledu výzkumu šíření radiových vln velmi nízkých frekvencí ve vlnovodu Země–ionosféra.
2) Studium přístrojového vybavení.
3) Sestavení přehledu vysílačů vhodných pro ověření metody určování směru příchodu.
4) Ověření metody pomocí vysílačů určených pro komunikaci s ponorkami a na souboru signálů generovaných bleskovými výboji se známými parametry poskytnutými bleskovou detekční sítí Euclid.
Seznam odborné literatury:
Rakov , V. A. and M. A. Uman, Lightning – Physics and effects, Cambridge University, Press, ISBN:9780521583275, 2003.
Corray, V., An Introduction to Lightning, Springer, ISBN 978-94-017-8938-7, 2015.
Voland, H. Handbook of Atmospheric Electrodynamics, Vol. 2, IBSN 0-8493-2520-X.
Cummer, S. A. Modeling Electromagnetic Propagation in the Earth-Ionosphere waveguide, IEEE Transactions on antennas and propagation, Vol. 48, No.9, 2000.
Cohen, M., U. Inan, and E. Paschal, Sensitive Broadband ELF/VLF Radio Reception With the AWESOME Instrument, IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, , 48, 1, 2010.
Inan, U. S., A. Slingeland, V. P. Pasko, and J. V. Rodriguez, VLF and LF signatures of mesospheric and ionospheric response to lightning discharges, J. Geophys. Res., 101, 5219–5229, 1996.
Wood T. G. and U. S. Inan, Localization of individual lightning discharges via directional and temporal triangulation of sferic measurements at two distant sites, J. Geophys. Res. 109, D21109, doi:10.1029/2004JD005204, 2004.
Haldoupis, C., M. Cohen, E. Arnone, B. Cotts, and S. Dietrich, The VLF fingerprint of elves: Step-like and long-recovery early VLF perturbations caused by powerful ±CG lightning EM pulses, J. Geophys. Res. Space Physics, 118, doi:10.1002/jgra.50489, 2013.
Další časopisecká literatura dle dohody s vedoucím práce.