Двадцать первая международная конференция "СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
XXI.I.206
Исследование расслоений в высотном профиле электронной концентрации в нижней ионосфере
Бахметьева Н.В. (1), Жемяков И.Н. (2), Гавриленко В. Г. (2), Григорьев Г. И. (1), Калинина Е. Е. (1), Лисов А.А. (1)
(1) НИРФИ ННГУ им. Н. И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
(2) ННГУ им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Концентрация электронов Ne является одним из важнейших параметров ионосферы, определяющим распространение и поглощение радиоволн. В работе представлены результаты измерения высотного профиля Ne(h) методами, имеющими высокое временное и высотное разрешения, что позволяет измерять концентрацию электронов в D- и Е-областях ионосферы, исследовать ее мелкомасштабные и кратковременные вариации. Обсуждаются результаты измерений высотного профиля Ne(h) методом частичных отражений, основанным на рассеянии радиоволн естественными неоднородностями электронной концентрации и методом резонансного рассеяния радиоволн на искусственных периодических неоднородностях (ИПН) ионосферной плазмы, создаваемых мощным радиоизлучением стенда СУРА [1,2]. В результате измерений получены высотные профили концентрации электронов с расслоениями в D- и Е-областях. Объединение метода частичных отражений с методом, основанным на создании ИПН, позволяет получить профиль Ne(h) во всей толще ионосферы от области D до максимума F-слоя, включая межслоевую E-Fвпадину (долину). Получены как гладкие стандартные профили, так и профили, демонстрирующие тонкую структуру (расслоения) Е-области. Профили Ne(h), полученные методом создания ИПН, отражают все основные особенности изменения электронной концентрации в Е-области. Зарегистрированы появляющиеся в E-F впадине спорадические слои, в том числе, слабые, недоступные регистрации ионозондом. На вариации профиля влияют и динамические явления, связанные с волнами, турбулентными образованиями и другими атмосферными явлениями. Определены глубина и ширина долины.
Расслоение области D методом ИПН наблюдалось в разные годы и сезоны года как на среднеширотном нагревном стенде СУРА, так и в высоких широтах на стенде HAARP [3]. Нижний слой, занимающий, как правило, диапазон высот, от 64 до 70 км, представляет собой слой С. Этот слой проявляется, в том числе, в фазовых измерениях VLF сигналов на сети фиксированных радиотрасс [4]. По этим данным в области С электронная концентрация достигала максимума на высотах 64-68 км. Близкие высоты получены нами методом ИПН на стенде СУРА.
По измерениям на стенде СУРА расслоение D-области наблюдалось как в весенние месяцы, так и летом и осенью, во время затмений Солнца и в заходно-восходный период [5,6,7].
В [8] отмечается важность мониторинга нижней ионосферы (60-90 км) для построения ее эмпирических моделей для определения уровня естественных помех с целью решения практических задач радиосвязи. В этом плане мониторинг D–области c помощью развития метода ИПН на существующих в мире нагревных стендах позволит получить информацию о процессах, происходящих в нижней части D–области, включая ее расслоения, на разных широтах. Это в свою очередь, позволит получить новые данные о происходящих на этих высотах химических процессах.
Работа выполнена в рамках проекта № FSWR-2023-0038 по базовой части государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации.
Ключевые слова: ионосфера, температура, нагрев, электронная концентрация, искусственные периодические неоднородности
Литература:
- Беликович В.В., Бенедиктов Е.А., Толмачева А.В., Бахметьева Н.В. Исследование ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей. – Нижний Новгород. ИПФ РАН, 1999. 155 с.
- Bakhmetieva N.V., Grigoriev G.I. Study of the Mesosphere and Lower Thermosphere by the Method of Creating Artificial Periodic Irregularities of the Ionospheric Plasma. Atmosphere 2022. V. 13(9). P. 1346. https://doi.org/10.3390/atmos13091346
- Bakhmetieva N.V., S. M. Grach, E. N. Sergeev, A. V. Shindin, G. M. Milikh, C. L. Siefring, P. A. Bernhardt, and M. McCarrick // Radio Sci. V. 51.P. 999–1009, doi:10.1002/2015RS005938.
- Bertoni F.C.P.et al. // JGR: Space Physic. 2013. V.118. P. 6686-6693.
- Bakhmetieva N.V., Vyakhirev V.D., Kalinina E.E., Komrakov G.P. // Geomag. Aeron. 2017. V. 57. No 1. P. 58-71. https://doi.org/10.1134/S0016793217010029
- Bakhmet’eva N.V., Bubukina V.N., Vyakhirev V.D., Kalinina E.E., Komrakov G.P. // Radiophys. Quantum El. 2017. V. 59. No 10. P. 782-793. https://doi.org/10.1007/s11141-017-9747-5
- Belikovich V.V. and Benediktov E.A. Height profiles of the amplitude and relaxation time of artificial periodic irregularities in the D region // Geomag. Aeron. 1986. V. 26. P. 705-706.
- Egoshin A.A., Ermak V.M., Zetzer Y.I., Kozlov S.I., Kudryavtsev V.P., Lyakhov A.N., Poklad Y.V., Yakimenko E.N. // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2012. V. 48. No 3. P. 275-286.
Дистанционное зондирование ионосферы
300