Атмосферний шум

Графік залежності атмосферного шуму від частоти, розширений зі стандарту CCIR 322. Стандарт визначає величину шуму на частоті 1 МГц, для різних пір року і періодів дня.

Атмосферний шум — це радіошум, що спричинений природними атмосферними процесами, перш за все ударами блискавок під час гроз. У всьому світі відбувається близько 40 ударів блискавок на секунду – ≈3,5 мільйона на день^[1].

Історія

1925 року AT&T Bell Laboratories розпочали пошук джерел шуму в їхній трансатлантичній радіотелефонній службі^[2].

Цю роботу взяв на себе 22-річний дослідник Карл Янський. До 1930 року компанія побудувала в місті Голмдел радіоантену для хвиль завдовжки 14,6 метра, щоб вимірювати шум у всіх напрямках. Янський розрізнив три джерела радіошуму^[3]. Першим (і найсильнішим) джерелом були місцеві грози. Другим джерелом був слабший шум від віддалених гроз. Третім джерелом було ще слабше шипіння, яке виявилося космічним шумом, що надходив із центру галактики Чумацький Шлях. Це дослідження зробило Янського батьком радіоастрономії^[4].

Блискавки

У всьому світі відбувається близько 40 ударів блискавок на секунду – ≈3,5 мільйона на день^[1]

Атмосферний шум є сумарним результатом усіх цих ударів блискавок. Його можна почути^[5] за допомогою радіоприймача. Цей звук є комбінацією білого шуму (що надходить від далеких гроз) та імпульсного шуму (результат близьких гроз). Сумарна потужність шуму різниться залежно від сезону і близькості грозових центрів.

Хоча блискавки спричиняють шуми широких діапазонів, але потужність їх шуму підвищується з пониженням частоти. Отже в діапазоні наднизьких і низьких частот атмосферні шуми часто домінують, тоді як на високих частотах в міських районах промисловий шум переважає.

Дослідження

У 1960-1980-х роках у всьому світі проводили вимірювання рівня атмосферного шуму та його різновидів. Результати задокументовано у звіті CCIR 322^[6]^[7]. CCIR 322 містить сезонні мапи світу, на яких показані очікувані значення показника рівня атмосферного шуму F_a на рівні 1 MHz впродовж чотирьох частин доби (ранку, дня, вечора та ночі). Інший набір графіків показує відношення між F_a на рівні 1 MHz та іншими частотами. Звіт CCIR 322 було замінено на публікацію ITU P.372^[8].

Генерація випадкових чисел

Атмосферний шум та його різновиди також використовуються для генерації високоякісних випадкових чисел.^[9] Вони мають цікаві застосування у галузі безпеки.^[10]

Див. також

Примітки

↑ ^а ^б Annual Lightning Flash Rate Map. Science On a Sphere. NOAA. Архів оригіналу за 24 березня 2014. Процитовано 15 травня 2014.
↑ Singh, 2005, с. 402—408
↑ Singh, 2005, с. 404—405
↑ Singh, 2005, с. 406
↑ Sample of atmospheric noise http://www.ycars.org/EFRA/audio%20files/atmospheric%20noise.mp3 [Архівовано 18 грудня 2005 у Wayback Machine.]
↑ International Radio Consultative Committee (1968), Characteristics and Applications of Atmospheric Radio Noise Data, Geneva: International Telecommunications Union, CCIR Report 322-3. Перший звіт CCIR 322 опубліковано 1963 року revised [Архівовано 20 березня 2022 у Wayback Machine.], другий — ISBN 92-61-01741-X
↑ Lawrence, D. C. (June 1995), CCIR Report 322 Noise Variation Parameters, San Diego, CA: Naval Command, Control and Ocean Surveillance Center, RDT&E Division, NRaD Technical Document 2813, архів оригіналу за 13 листопада 2009, процитовано 24 вересня 2015; also DTIC [Архівовано 25 вересня 2015 у Wayback Machine.]
↑ ITU, Recommendation P.372: Radio Noise http://www.itu.int/rec/R-REC-P.372/en [Архівовано 25 вересня 2015 у Wayback Machine.]
↑ Haahr, Mads, Introduction to Randomness and Random Numbers, random.org, архів оригіналу за 12 листопада 2011, процитовано 14 листопада 2011, self-published.
↑ Архівована копія. Архів оригіналу за 24 лютого 2011. Процитовано 24 вересня 2015.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)

Посилання

Singh, Simon (2005), Big Bang: The Origin of the Universe, Harper Perrennial, ISBN 978-0-00-716221-5
Spaulding, Arthur D.; Washburn, James S. Washburn (April 1985), Atmospheric Radio Noise: Worldwide Levels and Other Characteristics, NTIA Report TR-85-173, Boulder, CO: U. S. Department of Commerce, National Telecommunications & Information Administration, Institute for Telecommunications Sciences, архів оригіналу за 9 грудня 2011, процитовано 24 вересня 2015

[NOAA-1] а ^б Annual Lightning Flash Rate Map. Science On a Sphere. NOAA. Архів оригіналу за 24 березня 2014. Процитовано 15 травня 2014.

[2] Singh, 2005, с. 402—408

[3] Singh, 2005, с. 404—405

[4] Singh, 2005, с. 406

[5] Sample of atmospheric noise http://www.ycars.org/EFRA/audio%20files/atmospheric%20noise.mp3 [Архівовано 18 грудня 2005 у Wayback Machine.]

[6] International Radio Consultative Committee (1968), Characteristics and Applications of Atmospheric Radio Noise Data, Geneva: International Telecommunications Union, CCIR Report 322-3. Перший звіт CCIR 322 опубліковано 1963 року revised [Архівовано 20 березня 2022 у Wayback Machine.], другий — ISBN 92-61-01741-X

[7] Lawrence, D. C. (June 1995), CCIR Report 322 Noise Variation Parameters, San Diego, CA: Naval Command, Control and Ocean Surveillance Center, RDT&E Division, NRaD Technical Document 2813, архів оригіналу за 13 листопада 2009, процитовано 24 вересня 2015; also DTIC [Архівовано 25 вересня 2015 у Wayback Machine.]

[8] ITU, Recommendation P.372: Radio Noise http://www.itu.int/rec/R-REC-P.372/en [Архівовано 25 вересня 2015 у Wayback Machine.]

[9] Haahr, Mads, Introduction to Randomness and Random Numbers, random.org, архів оригіналу за 12 листопада 2011, процитовано 14 листопада 2011, self-published.

[10] Архівована копія. Архів оригіналу за 24 лютого 2011. Процитовано 24 вересня 2015.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]