Реакция экваториальной ионосферы на воздействие солнечной вспышки 28 октября 2003 года по данным навигационных систем

Спутниковые навигационные системы, позволяющие осуществлять глобальный контроль состояния ионосферной плазмы, дают возможность сопоставлять эффекты воздействия естественных факторов на разные области ионосферы. Соответствующий выбор станций наблюдения позволяет изучать динамику развития того или иного процесса, возникающего в ионосфере. Одним из таких процессов может быть прямой эффект солнечной вспышки. Вспышка на Солнце приводит к резкому усилению потока ионизирующего излучения, вызывающего столь же резкое увеличение концентрации электронов в ионосфере.
Внезапное и резкое увеличение энергии ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца в начале вспышки, распространяясь со скоростью света, вызывает дополнительную ионизацию ионосферных слоев на высотах около 75 км (слой D) и 110 км (слой E). Это приводит к тому, что на всей освещенной Солнцем части земного шара усиливается поглощение радиоволн, особенно в коротковолновом диапазоне и наступает внезапное ухудшение (замирание) и даже прекращение коротковолновой радиосвязи. Дополнительная ионизация дневной ионосферы приводит к возникновению в ней электрических токов и, вследствие этого, происходит изменение магнитного поля Земли, что обусловливает магнитные бури. Такие токи порождают сильное магнитное поле, которое и взаимодействует с полем Земли, сильно деформируя его.
На основе результатов обработки данных измерений навигационных приемников, расположенных в экваториальной зоне, рассмотрены ионосферные эффекты солнечной вспышки 28 октября 2003 года. Показано, что реакция экваториальной ионосферы отличается от среднеширотной ионосферы южного и северного полушарий. В частности, выявлено наличие периодических флуктуаций. Период флуктуаций составил, с точностью до дискретности выдачи данных, 60 сек. Указанные флуктуации наблюдались на станциях, расположенных в разных часовых поясах, местное время в которых составило UT±4 часа. Значительное изменение электронного содержание наблюдалось в течение нескольких минут, в то время как интенсивность рентгеновского излучения наблюдалась вплоть до 24 часов. Показано что время релаксации ионосферы составило τр~2 часа, а скорость изменения полного электронного содержания достигла предвспышечного уровня около 13 часов. Поведение максимума скорости изменения полного электронного содержания в целом соответствует реакции среднеширотной ионосферы.
Работа выполнена при финансовой поддержке программ ОФН РАН «Плазменные процессы в солнечной системе» и «Фундаментальные проблемы воздействия мощными радиоволнами на ионосферу и магнитосферу Земли».