Детектирование главного ионосферного провала по данным ГНСС и ионозондов

Выполнено исследование пространственно-временных особенностей формирования крупномасштабной ионосферной структурной неоднородности, а именно, главного ионосферного провала (ГИП) во время экстремальной по интенсивности геомагнитной бури 24 цикла солнечной активности 17-18 марта 2015 г. (минимум Dst = –233 нТл был достигнут 17 марта 2015 г. 23:06 UT). Для детектирования и локализации ГИП использовался метод анализа пространственной картины и динамики неоднородностей ионосферной плазмы с помощью данных приемников ГНСС (Глобальные навигационные спутниковые системы), предложенный в работе (Perevalova et al., 2020). Суть метода заключается в анализе аномальных отклонений в поведении абсолютного наклонного ПЭС на отдельных лучах "приемник ГНСС – спутник ГНСС". Сравнительный анализ был выполнен для спокойного дня перед началом бури – 16 марта и на главной фазе бури – 17 марта 2015 г.
Для проведения анализа использовались данные измерений на средне- и высокоширотной цепях наземных приемников ГНСС (https://gssc.esa.int/). Дополнительно для анализа использовались данные измерений цепей средне- и высокоширотных евразийских ионозондов, хорошо совпадающих по географическому расположению с цепями приемников ГНСС.
Проведенный анализ пространственно-временной локализации аномальных отклонений в поведении ПЭС лучах "приемник ГНСС – спутник ГНСС" выявил ионосферные провалы на ночной и дневной сторонах Земли для обоих анализируемых дней. Показано, что классический ночной ГИП представлял собой самое крупное пространственное образование, охватывавшее по долготе, практически, весь ночной сектор. Установлено наличие долготных особенностей формирования ГИП в северо-американском и евразийском секторах. На главной фазе геомагнитной бури 17 марта 2015 г. произошло заметное смещение ночного ГИП в более низкие широты (неравномерное в разных долготных секторах), а также увеличение его глубины. В азиатском регионе средняя глубина ГИП увеличилась на 2.6 TECU, в американском секторе – на 2.9 TECU.
Смещение авроральной ионосферы и экваториальной границы ГИП в средние широты в период магнитной бури подтверждалось регистрирацией ионограмм субаврорального типа среднеширотными ионозондами (Мамруков и др., 2000). Резкое уменьшение электронной концентрации, аномальное увеличение поглощения радиоволн на высотах нижней ионосферы, формирование спорадических ионосферных слоев – комплекс этих факторов в период сильного геомагнитного возмущения приводит в итоге к полному отсутствию на ионограммах следов отражений радиосигналов, генерируемых ионозондами (т.н. "блэкаутов" – англ. blackout – отключение, затухание). Периоды блэкаутов радиосигналов отмечены во временных рядах критической частоты foF2 по данным измерений как на цепи высокоширотных, так и среднеширотных евразийских ионозондов.