Статистическое исследование параметров среднеширотных СМ ПИВ по данным сети ГНСС

В работе рассмотрены суточно-сезонные закономерности появления СМ ПИВ в средних широтах. Сбор параметров неоднородностей проведен методом D1-GPS (Афраймович, Перевалова, 2006). Стандартный для этого метода набор параметров (скорость движения фазового фронта, направления движения фазового фронта, период) был дополнен информацией о вертикальном наклоне фазового фронта волны. В работе (Шерстюков, Акчурин, 2018) показана возможность определения вертикального наклона СМ ПИВ с помощью плотной сети ГНСС приемников. Метод основан на использовании ракурсного эффекта при наблюдении за СМ ПИВ с помощью метода трансионосферного зондирования. В данной работе метод был упрощён и адаптирован для сбора параметров вертикального наклона СМ ПИВ для заданного сезона. Упрощенный сбор параметров сводится к разделению СМ ПИВ на два типа: с положительным наклоном, что соответствует направлению фазовой скорости вверх, и с отрицательным наклоном, что соответствует направлению фазовой скорости вниз. Статистика параметров СМ ПИВ собрана для зимнего и летнего месяцев (февраль и июль 2019 года). Для сбора параметров использовались 3 близкорасположенных приемных пункта (расстояние между премниками около 30 км) около Самары (53 градуса северной широты, и 50 градуса восточной долготы) и около Севастополя (44 градуса северной широты и 33 градуса восточной долготы).
В феврале горизонтальное направление движения фазового фронта с 8:00 LT имеет юго-восточное направление (азимут ~120 градусов), далее в течении суток наблюдается, так называемое, вращение по часовой стрелке, направления близкие к южным наблюдается в 14:00 - 17:00 LT, далее до 5:00 LT наблюдаются юго-западные. Более 90% всех СМ ПИВ в феврале имеют отрицательный наклон (направление фазовой скорости вниз). Статистические данные схожи с результатами, полученными в работе (Medvedev et al., 2017), в которой суточный диапазон азимутов направления фазовых скоростей СМ ПИВ хорошо согласуется с механизмом фильтрации ветра, таким образом, предполагается связь СМ ПИВ и ВГВ.
В июле (для пунктов около г. Самара) наблюдаются два выраженных суточных максимума появления СМ ПИВ: 05:00 -11:00 LT, имеющих северо-западные и западные направления (азимуты от 40 до 100 градусов), и 20:00 – 03:00 LT, имеющих юго-западные, западные и северо-западные направления. Более 90% всех СМ ПИВ для пунктов около г. Самара в июле также имеют отрицательный наклон, однако, для пунктов около г. Севастополь более 60% всех ночных СМ ПИВ имеют положительный наклон. Возможно, это связно с различными механизмами ответственными за генерацию ночных и дневных СМ ПИВ. На разных широтах наблюдения, наклонение магнитного поля отличается. Изменение наклонения магнитного поля не должно повлиять на параметры СМ ПИВ, источником которых являются ВГВ, но сильно влияет на СМ ПИВ источником которых являются нестабильность Перкинса (Otsuka et al., 2013). Полученные суточно-сезонные и широтные параметры СМ ПИВ требуют дальнейшего обсуждения, в данной работе предложен метод, позволяющий внести дополнительный параметр (вертикальный наклон) в статистику наблюдения за параметрами СМ ПИВ в целях разделения СМ ПИВ по механизмам их генерации.

Литература:
1. Афраймович Э.Л., Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Иркутск: ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2006. 480 с.
2. Шерстюков Р.О., Акчурин А.Д. Особенности наблюдения за малоинтенсивными среднемасштабными перемещающимися ионосферными возмущениями с помощью ГНСС-систем. // Ученые записки Казанского университета. Серия: Физико-математические науки. 2018, Т. 160. №4. С. 603-616
3. Medvedev, А. V., Ratovsky K. G., Tolstikov M. V., Oinats A. V., Alsatkin S. S., ZherebtsovG. A. Relation of internal gravity wave anisotropy with neutral wind characteristics in the upper atmosphere // J. Geophys. Res. Space Physics. 2017. Vol. 122, P. 7567–7580.
4. Otsuka Y., Suzuki K., Nakagawa S., Nishioka M., Shiokawa K., Tsugawa T. GPS observations of medium-scale traveling ionospheric disturbances over Europe // Ann. Geophys. 2013. Vol. 31. P. 163-172.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-35-00593