Stopa meteoru odráža rádiové vlny tak ako zrkadlo svetlo. Môžete si to predstaviť asi takto: vysielač je zdroj svetla a stopa meteoru je dlhé zrkadlo. Tak vlastne zbadáte odraz svetla.

Poloha svetelného bodu závisí len od uhlu odrazu. V našom prípade závisí od polohy vysielača, prijímača a od polohy stopy. Mechanizmus odrazu závisí od toho, ako je hustý ionizovaný plyn stopy. Keď je hustota iónov veľmi veľká, stopa má vlastnosti plazmy. Rádiové vlny "nemôžu vstúpiť" do vnútra stopy (plazma žiari na vyššej frekvencii ako nami použité rádiové vlny) a odrážajú sa od "povrchu stopy". Takúto stopu nazývame hustou (overdense trail). Keď plazma žiari na nižšej frekvencii, ako je naša pozorovacia frekvencia, rádiové vlny vniknú do vnútra stopy a rozptyľujú sa od osamotených elektrónov. Takúto stopu voláme riedkou (underdense trail). Odraz od stopy meteory je vlastne interferencia. Vlny sa síce rozptyľujú na všetky strany, ale interferencia spôsobí, že sa vlny najviac odrážajú v smere podľa zákona o odraze.

Vysvetlujúci obrázok. Zdroj: imo.net

Niekedy sa však stopa meteoru zdeformuje a môže sa stať, že sa signál odráža z viacerých bodov. To sa prejaví ako rozdiel vo fáze medzi týmito signálmi. Čiže vieme určiť, ktorá časť stopy prispieva k odrazu a ktorá má tendenciu odraz tlmiť. Takéto časti stopy voláme Fresnelove zóny. Čiže počas preletu meteoru registrujeme striedavé zosilňovanie a zoslabovanie signálu. Ak poznáme veľkosť Fresnelových zón, rýchlosť preletu meteoroidu zistíme jednoducho podľa frekvencie oscilácie. Veľkosť Fresnelových zón závisí na uhle odrazu a na použitej frekvencii.

Difúzia stopy

Už počas vytvárania stopy sa ióny začínajú rozptyľovať do okolitej atmosféry. Rozdelenie hustoty iónov je vždy gaussovské.

Difúzia stopy, upraveno. Zdroj: imo.net

Difúzia spôsobuje, že sa hustá časť stopy zväčšuje, ale jej hustota postupne klesá. Potom sa veľkosť hustej stopy zmenšuje, až táto stopa zanikne. Toto sa prejaví aj na prijímanom signále. Najprv sa signál zosilní (hustá stopa sa zväčšuje), potom zoslabí (hustá stopa sa zmenšuje) a nakoniec sa prudko stratí (hustá stopa zanikla). Ostane len riedka stopa. Pri riedkej stope sa signál odráža od osamotených elektrónov. Ako sa riedka stopa rozptyľuje, koherencia sa stráca a intenzita signálu prudko klesá. Pokles intenzity signálu je exponenciálny. Exponenciálna časová konštanta závisí od rýchlosti difúzie (rýchlosť difúzie je v podstate funkciou atmosférickej hustoty).

Vplyv (strih) vetra

Silný vietor v hornej atmosfére zdeformuje a "roztrhne" stopu. Vlastne môžeme tvrdiť, že rozbije zrkadlo.

Rozbitie zrkadla vetrom. Zdroj: imo.net

Výsledkom je viacnásobný odraz z rôznych bodov na stope. Rádiové vlny z rôznych bodov odrazu podliehajú interferencii. Vietor má na svedomí aj to, že bod odrazu nie je nehybný, prejavuje sa to ako silná oscilácia prijímaného signálu. Toto spozorujeme až po niekoľkých sekundách. Čiže je jasné, že toto nemôžu urobiť riedke stopy (málokedy trvajú dlhšie ako niekoľko desatín sekundy). Obvyklá frekvencia tejto oscilácie je 5 až 10 Hz. Tieto oscilácie niekedy nazývame "veľký únik" (deep fading).

Typický profil "riedkeho" meteoru. Po prudkom vzraste intenzity signálu nasleduje exponenciálny pokles spôsobený difúziou. Zdroj: imo.net
Typický profil "hustého" meteoru. Po prudkom vzostupe intenzity signálu nastanú pulzácie (príčina je popísaná vyššie) a nakoniec signál prudko exponenciálne poklesne (hustá časť stopy zanikne). Zdroj: imo.net
Profil dlhotrvajúceho hustého meteoru. Signál vyzerá podobne ako v predošlom prípade, ale po niekoľkých sekundách vietor vytvorí viacnásobné odrazy, ktoré v tomto prípade vytvoria veľký únik. Dobre si všimnite časovú mierku na týchto obrázkoch (je v sekundách). Zdroj: imo.net

Na základe napozorovaných "profilov" meteorov by nemal byť problém získať fyzikálne vlastnosti meteorov. Profil meteoru ovplyvňujú aj iné efekty, ktorými som sa v predošlom texte nezaoberal, napríklad iónová hustota sa nemení len difúziou, ale aj rekombináciou iónov. Rýchlosť rekombinácie iónov závisí od toho, ako je stopa osvetľovaná Slnkom. Navyše vlastnosti atmosféry sa rýchlo a nepredvídateľne menia. Preto málokedy vieme presne určiť uhol odrazu. Ak chceme analyzovať vlastnosti meteorov, najprv by sme mali určiť tieto efekty a na základe toho upraviť napozorované údaje.

Zdroj: imo.net

Titulný obrázok: Radar na pozorovanie meteorov v AsÚ Ondřejov