Исследование высокоширотной ионосферы по данным УФ-спектрометрии, глобальным ионосферным картам GIM и высокоорбитальной радиотомографии

Возможность использовать ультрафиолетовые и видимые эмиссии ночного неба для исследования распределений электронов и ионов O+ F области ионосферы была обнаружена в 1960х - 1970х гг. Интенсивность свечения в первом приближении оказывается пропорциональной интегралу от квадрата плотности электронной концентрации. В настоящее время одним из инструментов, позволяющих проводить такие исследования, является УФ-спектрометр пространственного сканирования GUVI, расположенный на спутнике TIMED. Сканирование производится в дальнем ультрафиолетовом диапазоне и позволяет получать изображения от горизонта до горизонта для пяти различных заданных интервалов длин волн.
Для определения значений полного электронного содержания ионосферы (Total electron content - TEC) с начала 1990х успешно используются результаты спутниковой высокоорбитальной радиотомографии (ВОРТ), метода, основанного на применении навигационных спутниковых систем, таких как GPS/GLONASS и двумерных сетей наземных приемников. ВОРТ позволяет получать глобальное и региональное распределение электронной концентрации ионосферы с горизонтальным разрешением порядка 30 км, и временным интервалом 30 мин.
Другим весьма распространенным методом исследования электронной концентрации ионосферы является технология Global Ionospheric Maps (GIM), которая обеспечивает построение глобальных карт абсолютного вертикального значения ТЕС путем интерполяции данных, получаемых на мировой сети приемников GPS. Пространственное разрешение GIM составляет 2.5° по широте и 5° по долготе, временной интервал составляет 2 часа.
В данной работе представлены результаты исследования структуры высокоширотной ионосферы по данным GUVI и сопоставления их с данными GIM и результатам ВОРТ в периоды различных геомагнитных условий в 2003-2007 гг. Полученные результаты показывают, что пространственное разрешение глобальных ионосферных карт не соответствует заявленному. Различные авроральные неоднородности и волновые структуры ионосферы, достигающие размеров 10-15°, а также главный ионосферный провал, отчетливо различаемые в данных УФ-спектрометрии и ВОРТ, могут отсутствовать в данных GIM. Это говорит о необходимости с аккуратностью использовать последние для исследования структуры ионосферы, особенно в условиях повышенной геомагнитной активности.