Материалы 19-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 15–19 ноября 2021 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XIX.I.278

Разработка Python-пакета для FIRI-2018 – модели D-области неавроральной невозмущенной ионосферы

Золотов О.В. (1), Романовская Ю.В. (2), Князева М.А. (1)
(1) Мурманский арктический государственный университет, Мурманск, Россия
(2) Мурманский государственный технический университет, Мурманск, Россия
В работе представлено программное обеспечение с открытым исходным кодом pyFIRI – реализация модели FIRI-2018 (Friedrich et al., 2018), выполненная в виде пакета на языке программирования Python3. FIRI-2018 является развитием модели FIRI-2001 (Friedrich, Torkar, 2001), включенной в международную справочную модель ионосферы IRI (Bilitza, 2018). FIRI-2018 поставляется конечному пользователю в виде размещенного на сервисе figshare сопроводительного материала (файла MS Excel) к статье (Friedrich et al., 2018), в котором содержится набор вертикальных опорных профилей электронной концентрации D-области ионосферы Земли, упорядоченных по месяцу, номеру дня в году, зенитному углу Солнца, широте, значениям индекса F10.7.
Python-пакет pyFIRI реализует расчеты электронной концентрации для неавроральной невозмущенной D-области ионосферы Земли путем линейной интерполяции значений опорных профилей FIRI-2018. pyFIRI осуществляет расчеты для следующих диапазонов значений входных параметров: а) 1-365 для номера дня в году; б) 0-130 для зенитного угла Солнца (градусы); в) 0-60 для широты (градусы, Северное полушарие); г) 75-200 для индекса F10.7. Указанные ограничения на значения входных параметров обусловлены использованным при построении модели FIRI-2018 набором данных ракетных измерений. Для расчета вне диапазонов указанных значений входных параметров пользователь должен самостоятельно предусмотреть алгоритм экстраполяции с учетом вносимой этой экстраполяцией погрешности и ее приемлемости для задач пользователя. Для выполнения модельных расчетов в Южном полушарии может быть предложена следующая процедура экстраполяции: а) модельная дата сдвигается на 183 дня для учета различий сезонов в Северном и Южном полушариях; б) расчет производится для симметричной точки в Северном полушарии. Решение о приемлемости погрешностей, вносимых данной процедурой экстраполяции, оставляется на усмотрение пользователя. В случае високосного года для моделирования последнего дня года (366) можно предложить выполнить моделирование для одного из ближайших дней (365, 1), либо использовать полусумму результатов этих двух расчетов.
Пакет pyFIRI размещен в стандартном репозитории Python пакетов PYPI (Zolotov, 2021a), может быть установлен с использованием стандартного менеджера пакетов Python3 PIP/PIP3, исходный код опубликован в открытом репозитории на GitLab (Zolotov, 2021b) под свободной лицензией Apache2.0, разрешающей безвозмездное использование как в некоммерческих, так и коммерческих проектах.

Ключевые слова: модель FIRI, D-область, нижняя ионосфера Земли
Литература:
  1. Friedrich M., Pock C., Torkar K. FIRI-2018, an updated empirical model of the lower ionosphere // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2018. V. 123 P. 6737-6751. doi:10.1029/2018JA025437
  2. Friedrich M., Torkar K. FIRI: A semiempirical model of the lower ionosphere // J. Geophys. Res. 2001. V. 106. P. 21409-21418. doi:10.1029/2001JA900070
  3. Bilitza D. IRI the international standard for the ionosphere // Adv. Radio Sci. 2018. V. 16. P. 1-11. doi:10.5194/ars-16-1-2018
  4. Zolotov O., Romanovskaya Yu., Knyazeva M. pyFIRI - A free and open source Python software package of the non-auroral Earth’s lower ionosphere // SoftwareX. 2021a. V. 16. P. 100885. doi: 10.1016/j.softx.2021.100885
  5. Zolotov O.V. pyfiri · GitLab. 2021b. URL: https://gitlab.com/zolotov/pyfiri

Презентация доклада



Ссылка для цитирования: Золотов О.В., Романовская Ю.В., Князева М.А. Разработка Python-пакета для FIRI-2018 – модели D-области неавроральной невозмущенной ионосферы // Материалы 19-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2021. C. 406. DOI 10.21046/19DZZconf-2021a

Дистанционное зондирование ионосферы

406