Изменчивость ионосферы над Восточной Сибирью по данным наклонного зондирования

На основе данных наклонного зондирования, полученных в течение 2005-2014 гг. на трех трассах Магадан-Иркутск, Хабаровск-Иркутск и Норильск-Иркутск, проведен анализ вариаций максимальных наблюдаемых частот (МНЧ) односкачкового мода. Интервал зондирования составлял 5 и 15 мин. Так как величина односкачкового мода МНЧ формируется областью ионосферы вблизи средней точки трассы, поэтому по вариациям этого параметра можно судить о вариациях изменчивости ионосферы в этой области. Из всего объема данных были выбраны значения, зарегистрированные в спокойных геомагнитных условиях (планетарный индекс ар<9 нТл и авроральный индекс АЕ<300 нТл) и относящиеся к дневным (11-14) и ночным (23-03) часам местного времени в средней точке трассы. Для каждого цикла наблюдений рассчитывались их медианные значения. Согласно ранее проведенным исследованиям, в параметрах ионосферных характеристик присутствуют кратковременные вариации с временными масштабами от десятков минут до 1.5–2 ч и вариации ото дня ко дню (долговременные изменения) с периодами от 2 до 30 суток. Изменчивость вариаций МНЧ оценивалась по среднеквадратичным отклонениям (СКО) абсолютных и относительных изменений текущих значений от их медианных величин, в которые входят отклонения текущих значений от их усредненных за два часа (кратковременные вариации) и отклонения усредненных значений от медианы (вариации ото дня ко дню). Анализ показал, что среднемесячные СКО изменчивости МНЧ односкачкового мода на всех трассах незначительно отличаются друг от друга. В дневные часы СКО относительных отклонений текущих значений от медианы составляет 4–8%, ночью 9–13%. Показано, что в дневные вариации изменчивости вносят основной вклад короткопериодные вариации, в ночные часы изменчивость обусловлена длиннопериодными вариациями. С ростом солнечной активности увеличивается вклад длиннопериодных вариаций в изменчивость МНЧ в дневные часы. Самые низкие величины СКО отмечены летние месяцы.
Анализируя данные СКО по дням, было отмечено, что в отдельные дни зимой отмечается рост их значений на 30-50% относительно среднемесячных, причем этот рост отмечен сразу на трех трассах. Можно предположить, это обусловлено крупномасштабными процессами, например, усилением генерации внутренних гравитационных волн. Сопоставление вариаций СКО с вариациями температуры нижней атмосферы, полученными с помощью сканирующего сверхвысокочастотного лимбового зонда MLS, установленного на борту космического аппарата Aura, показало что это увеличение может быть вызвано развитием внезапных стратосферных потеплений.
Работа выполнена в рамках проекта «Исследование влияния солнечной активности и процессов в нижней атмосфере на изменения термодинамических характеристик атмосферы, Мирового океана и климата» и гранта № НШ-6894.2016.5 Президента РФ государственной поддержки ведущих научных школ РФ.