Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 109012 10.12737/szf-114202506 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Position of the main ionospheric trough polar wall in magnetically quiet conditions according to data from the ionospheric Tixie Bay station and DMSP satellites Положение полярной стенки главного ионосферного провала в магнитоспокойных условиях по данным ионосферной станции «Тикси» и спутников DMSP Степанов Александр Егорович Stepanov Aleksandr Egorovich a_e_stepanov@ikfia.ysn.ru Халипов Виктор Лаврентьевич Khalipov Viktor Lavrentyevich khalipovvictor@mail.ru Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН Якутск Россия Yu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RAS Yakutsk Russian Federation Институт космических исследований РАН Москва Россия Space Research Institute RAS Moscow Russian Federation 10 12 2025 10 12 2025 11 4 64 70 04 02 2025 26 04 2025 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/109012/view

В работе рассматриваются экспериментальные данные о положении полярной стенки главного ионосферного провала в условиях низкой геомагнитной активности при Kр=0–1, полученные на Якутской цепочке ионозондов вертикального и наклонного зондирования. Северная граница провала в этих условиях наблюдается на высоких магнитных широтах 67–70°, что соответствует положению геофизической структуры “contracted oval”, или сжатый овал. Критические частоты на полярной кромке (стенке) провала имеют высокие значения порядка 6–8 МГц. В этот интервал времени спутником DMSP регистрируются интенсивные высыпания электронов 200–300 эВ, которые способны создать наблюдаемую ионизацию в F-области ионосферы.

The paper analyzes experimental data on the position of the polar wall of the main ionospheric trough under low geomagnetic activity at Kr=0–1 from measurements made at the Yakutsk chain of vertical and oblique sounding ionosondes. The northern boundary of the trough under these conditions shifts to high magnetic latitudes 67–70°. This corresponds to the position of the geophysical structure “contracted oval” or compressed oval. Critical frequencies at the polar wall of the trough have high values ​​of about 6–8 MHz. At this time, the DMSP satellite records intense 200–300 eV electron precipitation that can create the observed ionization in the F-region of the ionosphere.

 ионозонд меридиональная цепочка главный ионосферный провал полярная стенка магнитоспокойные условия сжатый овал электронная концентрация ionosonde meridional chain main ionospheric trough polar wall magnetically quiet conditions contracted oval electron density Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 25-17-20002) The work was financially supported by the Russian Science Foundation (Project No. 25-17-20002)

Айзенберг Г.З. Коротковолновые антенны. М.: Связьиздат, 1962, 110 с. Aisenberg G.Z. Korotkovolnovye antenny [Short-wave antennas]. Moscow, Svyazizdat, 1962, 110 p. (In Russian). Белинская С.И., Халипов В.Л. Некоторые аэрономические эффекты в диффузной зоне сияний. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. 1983, вып. 63, с. 116–124. Bates H.F., Belon A.E., Romick G.J., Stringer W.J. On the correlation of optical and radio auroras. J. Atmos. Terr. Phys. 1966, vol. 28, pp. 439–442. DOI: 10.1016/0021-9169(66)90053-5. Бенькова Н.П., Зикрач Э.К., Козлов Е.Ф. и др. Главный ионосферный провал по данным меридиональных цепочек зондов. Ионосферные исследования. 1983, т. 35, с. 5–12. Belinskaya S.I., Khalipov V.L. Some aeronomic effects in the aurora diffuse zone. Issledovaniya po geomagnetizmu, aeronomii i fizike Solntsa [Research on Geomagnetism, Aeronomy and Solar Physics]. 1983, vol. 63, pp. 116–124. (In Russian). Васильев Г.В., Васильев К.Н., Гончаров Л.П. Автоматическая панорамная ионосферная станция типа АИС. Геомагнетизм и аэрономия. 1961, т. 1, № 1, с. 120–125. Benkova N.P., Zikrach E.K., Kozlov E.F., Mamrukov A.P., Osipov N.K., Samorokin N.I., Filippov L.D. Main ionospheric trough from data of meridional probe chains. Ionosfernye issledovaniya [Ionospheric studies]. 1983, vol. 35, pp. 5–12. (In Russian). Гальперин Ю.И., Кранье Ж., Лисаков Ю.В. и др. Диффузная авроральная зона. I. Модель экваториальной границы диффузной зоны вторжения авроральных электронов в вечернем и околополуночном секторах. Космические исследования. 1977, т. 15, № 3, с. 421–434. Cummock J.A., Blomberg L.G., Kullen A., Karlsson T., Sunberg K.A. Small-scale characteristics of a extremely high latitude aurora. Ann. Geophys. 2009, vol. 27, pp. 3335–3341. DOI: 10.5194/angeo-27-3335-2009. Инструкция по обработке ионограмм наклонного зондирования. Под ред. Виноградовой Ю.В. Л.: Гидрометеоиздат, 1985, 127 с. Despirak I.V., Lubchich A.A., Kleimenova N.G. High-latitude substorm dependence on space weather conditions in solar cycle 23 and 24 (SC23 and SC24). J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018, vol. 177, pp. 54–62. DOI: 10.1016/j.jastp.2017.09.011. Клейменова Н.Г., Громова Л.И., Деспирак И.В. и др. Особенности полярных суббурь: анализ отдельных событий. Геомагнетизм и аэрономия. 2023, т. 63, № 3, с. 327–339. Galperin Yu.I., Cranier J., Lissakov Yu.V., Nikolaenko L.M., Sinitsyn V.M., Sauvaud J.-A., Khalipov V.L. Diffuse auroral zone. I. Model of the equatorial boundary of the diffuse zone of auroral electron invasion in the evening and near-midnight sectors. Kosmicheskie issledovaniya [Cosmic Res.]. 1977, vol. 15, no. 3, pp. 421–434. (In Russian). Мамруков А.П., Зикрач Э.К. Морфология субаврорального F2s. Геомагнетизм и аэрономия. 1973, т. 13, с. 433–436. Farley D.T., Jr. A plasma instability resulting in field-aligned irregularities in the ionosphere. J. Geophys. Res. 1963, vol. 68, pp. 6083–6097. DOI: 10.1029/JZ068i022p06083. Мамруков А.П., Филиппов Л.Д. Якутская меридиональная цепочка ионозондов ВЗ и ВНЗ и круглосуточные наблюдения на ней главного ионосферного провала. Эффекты высыпания заряженных частиц в верхней атмосфере. Якутск: ЯФ СО АН СССР. 1988, с. 107–123. Gjerloev J.W. A Global Ground-Based Magnetometer Initiative. EOS. 2009, vol. 90, pp. 230–231. DOI: 10.1029/2009EO270002. Мамруков А.П., Халипов В.Л., Филиппов В.М. Расчет ионограмм для ракурсно-чувствительных отражений от ионосферы. Геофизические явления в полярной области. Якутск. Изд. ЯФ СО АН СССР. 1973, с. 92–97. Gjerloev J.W. The SuperMAG data processing technique. J. Geophys. Res. 2012, vol. 117, A09213.DOI: 10.1029/2012JA017683. Мамруков А.П., Киселев В.А., Неустроев E.M., Филиппов Л.Д. Совмещенный ионозонд ВЗ и ВНЗ для диагностики ионосферы на широтах плазмопаузы в Жиганске. Бюлл. научн.-техн. информации. Проблемы космофизики и аэрономии. Якутск: ЯФ СО АН СССР. 1982, с. 24–27. Instruktsiya po obrabotke ionogramm naklonnogo zondirovaniya [Instructions for processing oblique sounding ionograms]. Ed. Vinogradova Yu.V. Leningrad, Gidrometeoizdat, 1985,127 p. (In Russian). Руководство URSI по интерпретации и обработке ионограмм: пер. с англ.; отв. ред. Н.В. Медникова. М.: Наука, 1977, 342 с. Khalipov V.L., Galperin Yu.I., Lissakov Yu.V., Cranier J., Nikolaenko L.M., Sinitsyn V.M., Sauvaud J.-A. Diffuse auroral zone. II. Formation and dynamics of the polar edge of the subauroral ionospheric trough in the evening sector. Kosmicheskie issledovaniya [Cosmic Res.]. 1977, vol. 15, no. 5, pp. 708–724. (In Russian). Халипов В.Л., Гальперин Ю.И., Лисаков Ю.В. и др. Диффузная авроральная зона. II. Формирование и динамика полярного края субаврорального ионосферного провала в вечернем секторе. Космические исследования. 1977, т. 15, № 5, c. 708–724. Khalipov V.L., Golenkov E.V., Molochushkin N.E., Stepanov A.E. Characteristic traces on oblique incidence-backscatter sounding ionograms during the appearance of auroral arcs. Byulleten nauchno-tekhnicheskoi informatsii. Problemy kosmofiziki i aeronomii [Bull. of Scientific Technology Information. Problems of Cosmophysics and Aeronomy]. Yakutsk, USSR SB SA Publ., 1984, pp. 33–35. (In Russian). Халипов В.Л., Голенков Е.В., Молочушкин Н.Е., Степанов А.Е. Характерные следы на ионограммах ВНЗ при появлении дуг сияний. Бюлл. научн.-техн. информации. Проблемы космофизики и аэрономии. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1984, c. 33–35. Khalipov V.L., Stepanov A.E., Novopashina E.Yu. Model of the position of the polar edge of the ionospheric trough in the morning sector. Geomagnetizm i aeronomiya [Geomagnetism and Aeronomy]. 1987, vol. 27, no. 5, pp. 842–843. (In Russian). Халипов В.Л., Степанов А.Е., Новопашина Е.Ю. Модель положения полярной кромки ионосферного провала в утреннем секторе. Геомагнетизм и аэрономия. 1987, т. 27, № 5, c. 842–843. Kleimenova N.G., Gromova L.I., Despirak I.V., Malysheva L.M., Gromov S.V., Lubchich A.A. Features of polar substorms: An analysis of individual events. Geomagnetism and Aeronomy. 2023a, vol. 63, no. 3, pp. 288–299. DOI: 10.1134/S0016793223600042. Bates H.F., Belon A.E., Romick G.J., Stringer W.J. On the correlation of optical and radio auroras. J. Atmos. Terr. Phys. 1966, vol. 28, pp. 439–442. DOI: 10.1016/0021-9169(66)90053-5. Kleimenova N.G., Despirak I.V., Malysheva L.M., Gromova L.I., Lubchich A.A., Roldugin A.V., Gromov S.V. Substorms on a contracted auroral oval. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2023b, vol. 245, p. 106049. DOI: 10.1016/j.jastp.2023.106049. Cummock J.A., Blomberg L.G., Kullen A., et al. Small-scale characteristics of a extremely high latitude aurora. Ann. Geophys. 2009, vol. 27, pp. 3335–3341. DOI: 10.5194/angeo-27-3335-2009. Lui A.T.Y., Akasofu S.-I., Hones E.W., Bame S.J., McIlwain C.E. Observation of plasma sheet during a contracted oval substorm in a prolonged quiet period. J. Geophys. Res. 1976, vol. 81, pp. 1415–1419. DOI: 10.1029/JA081i007p01415. Despirak I.V., Lubchich A.A., Kleimenova N.G. High-latitude substorm dependence on space weather conditions in solar cycle 23 and 24 (SC23 and SC24). J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018, vol. 177, pp. 54–62. DOI: 10.1016/j.jastp.2017.09.011. Mamrukov A.P., Zikrach E.K. Morphology of subauroral F2s. Geomagnetizm i aeronomiya [Geomagnetism and Aeronomy]. 1973, vol. 13, pp. 433–436. (In Russian). Farley D.T, Jr. A plasma instability resulting in field-aligned irregularities in the ionosphere. J. Geophys. Res. 1963, vol. 68, pp. 6083–6097. DOI: 10.1029/JZ068i022p06083. Mamrukov A.P., Filippov L.D. Yakutsk meridional chain of ionosondes for vertical and oblique incidence-backscatter sounding and round-the-clock observations of the main ionospheric failure. Effekty vysypaniya zaryazhennykh chastits v verkhnei atmosfere [Effects of charged particle ejection in the upper atmosphere]. Yakutsk, YaF SB AS USSR Publ., 1988, pp. 107–123. (In Russian). Gjerloev J.W. A Global Ground-Based Magnetometer Initiative. EOS. 2009, vol. 90, pp. 230–231. DOI: 10.1029/2009EO270002. Mamrukov A.P., Khalipov V.L., Filippov L.D. Calculation of ionograms for rakurs-sensitive reflections from the ionosphere. Geofizicheskie yavleniya v polyarnoi oblasti [Geophysical phenomena in the polar region]. Yakutsk, YaF SB AS USSR Publ., 1973, pp. 92–97. (In Russian). Gjerloev J.W. The SuperMAG data processing technique. J. Geophys. Res. 2012, vol. 117, A09213. DOI: 10.1029/2012JA017683. Mamrukov A.P., Kiselev V.A., Neustroev E.M., Filippov L.D. Combined ionosonde for vertical and oblique incidence-backscatter sounding for diagnostics of the ionosphere at the latitudes of the plasmapause in Zhigansk. Byulleten nauchno-tekhnicheskoi informatsii. Problemy kosmofiziki i aeronomii [Bull. of Scientific Technology Information. Problems of Cosmophysics and Aeronomy]. Yakutsk, YaF SB AS USSR Publ., 1982, pp. 24–27. (In Russian). Kleimenova N.G., Despirak I.V., Malysheva L.M., et al. Substorms on a contracted auroral oval. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2023, vol. 245, p. 106049. DOI: 10.1016/j.jastp.2023.106049. Newell P.T., Gjerloev J.W. Local geomagnetic indices and the prediction of auroral power. J. Geophys. Res. 2014, vol. 119, pp. 9790–9803. DOI: 10.1002/2014JA020524. Lui A.T.Y., Akasofu S.-I., Hones E.W., et al. Observation of plasma sheet during a contracted oval substorm in a prolonged quiet period. J. Geophys. Res. 1976, vol. 81, pp. 1415–1419. DOI: 10.1029/JA081i007p01415. Rees M.H. Auroral ionization and excitation by incident energetic electrons. Planetary and Space Science. 1963, vol. 11, no. 10, pp. 1209–1218. DOI: 10.1016/0032-0633(63)90252-6. Newell P.T., Gjerloev J.W. Local geomagnetic indices and the prediction of auroral power. J. Geophys. Res. 2014, vol. 119, pp. 9790–9803. DOI: 10.1002/2014JA020524. Rukovodstvo URSI po interpretatsii i obrabotke ionogramm [URSI Handbook of ionogram interpretation and reduction]. Trans. from English. Ed. N.V. Mednikova. Moscow, Nauka Publ., 1977, 342 p. (In Russian). Rees M.H. Auroral ionization and excitation by incident energetic electrons. Planetary and Space Science. 1963, vol. 11, no. 10, pp. 1209–1218. DOI: 10.1016/0032-0633(63)90252-6. Vasiliev G.V., Vasiliev K.N., Goncharov L.P. Automatic panoramic ionospheric station of the AIS type. Geomagnetizm i aeronomiya [Geomagnetism and Aeronomy]. 1961, vol. 1, no. 1, pp. 120–125. (In Russian). URL: http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp (дата обращения 3 сентября 2025 г.). URL: http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp (accessed September 3, 2025). URL: https://supermag.jhuapl.edu/info/ (дата обращения 3 сентября 2025 г.). URL: https://supermag.jhuapl.edu/info/ (accessed Septembe 3, 2025).