Аномалии поля плотности иона Н+ на высоте КА "Метеор"

На КА "Метеор" с 2010 г функционируют масс-спектрометры для измерения газового состава атмосферы. Накоплены большие массивы инструментальных измерений. Усовершенствованные масс-спектрометры решают задачи зондирования ионного состава атмосферы [1] и выполнены по техническому решению [2].
Для анализа инструментальных измерений разработана технология восстановления среднесуточного поля плотности ионов по результатам повитковых измерений на высоте КА "Метеор". Для интерполяции данных в узлы регулярной географической сетки используется разложение в ряд по сферическим функциям по всем измерениям плотности каждого иона за сутки и алгоритм LSQR (Least Squares, QR разложение). Он доступен в библиотеках многих программных продуктов и аналогичен методу сопряженных градиентов для решения разреженных систем уравнений типа Ax = b+С, где A — матрица с m строками и n столбцами, b — m-вектор, С — скаляр.
Итерационный численный метод расчета основан на процессе бидиагонализации Голуба-Кахана с генерированием последовательности приближённых решений с постепенным улучшением нижней бидиагональной матрицы. Использование такого подхода обусловлено, в частности, высокой чувствительностью аналогово-цифрового преобразователя масс-спектрометра.
Приведены примеры восстановленных карт для плотности иона Н+. В их морфологии выявлены структуры разного масштаба, от планетарного до регионального. Прослеживается межсуточная эволюция поля плотности Н+ над Южно-Атлантической магнитной аномалией, зона магнитного экватора, потенциальные зоны формирования плазменных пузырей («Bubbles») в экваториальной ионосфере .
Обсуждаются причины формирования выявленных аномалий и влияние гелиогеофизических условий [3] на морфологию восстановленных карт. Отмечена седловина в среднесуточном поле плотности иона Н+ над регионом с сильным землетрясением на юго-западе Китая около Эвереста (7.01.2025 г. с магнитудой до 7,1), седловина над Тихим океаном.
Инструментальные измерения поля плотности иона Н+ у нижней границы экзосферы опередили снимки слабого ультрафиолетового свечения водородного пояса Земли (геокороны) с «Обсерватории геокороны Каррутерса», запущенной NASA в точку L1 24.09.2025 г. с двумя ультрафиолетовыми тепловизорами.
Показана необходимость разработки маркеров возмущенности диагностируемого поля иона Н+.