Solnechno-Zemnaya Fizika

Солнечно-земная физика

2712-9640

45265

10.12737/szf-81202206

Результаты исследований

Results of current research

Результаты исследований

Long-term trend of the ionospheric E-layer response to solar flares

Многолетний тренд реакции Е-слоя ионосферы на солнечные вспышки

https://orcid.org/0000-0002-0577-0077

Гивишвили

Гиви Васильевич

Givishvili

Givi Vasilyevich

givi@izmiran.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

https://orcid.org/0000-0003-4894-9437

Лещенко

Людмила Николаевна

Leshchenko

Liudmila Nikolaevna

ln_lesh@mail.ru

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН Москва, Троицк Россия Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radiowave Propagation RAS Moscow, Troitsk Russian Federation

25 03 2022

8 1 51 57 23 06 2021 08 12 2021

https://zh-szf.ru/en/nauka/article/45265/view

По данным наземного вертикального зондирования (ВЗ) ионосферы на ст. Москва и на пяти японских станциях с 1969 по 2015 г. проведено исследование многолетнего отклика E-слоя на солнечные рентгеновские вспышки. Анализ проводился на основе разработанного ранее метода оценки соотношения скоростей ионизации рентгеновским qx и ультрафиолетовым qu излучением во время вспышек. Подтверждено существование долговременного (по меньшей мере, охватывающего 45-летний период наблюдений) возрастания доли рентгеновского излучения в суммарной скорости ионизации E-слоя ионосферы, характеризующейся отношением qx/q, где q=qx+qu. Показано, что отношение qx/q возрастало в течение всего анализируемого периода со скоростью, не зависящей от цикла солнечной активности. Не выявлено также зависимости скорости тренда qx/q от сезона, широты (в диапазоне 26°–56° N) и долготы (37°–128° E).

Using data from ground-based vertical sounding of the ionosphere (VS) at the station Moscow and five Japanese stations for the period from 1969 to 2015, we have examined the long-term response of the E layer to solar X-ray flares. The analysis relies on the previously developed method for estimating the ratio between rates of ionization by X-rays qx and ultraviolet radiation qu during flares. We confirmed the existence of a long-term (at least covering the 45-year observation period) increase in the proportion of X-rays in the total ionization rate of the ionospheric E layer, characterized by the ratio qx/q, where q=qx+q. The qx/q ratio is shown to increase throughout the period of interest at a rate independent of the solar activity cycle. There is also no dependence of the qx/q trend rate on the season, latitude (26°–56° N), and longitude (37°–28° E).

слой Е ионосферы вертикальное зондирование солнечные вспышки многолетний тренд

ionospheric E layer vertical sounding solar flares long-term trend

Гивишвили Г.В., Иванов-Холодный Г.С., Лещенко Л.Н., Чертопруд В.В. Солнечные вспышки и газовый состав верхней атмосферы. Геомагнетизм и аэрономия. М.: Наука, 2005. Т. 45, № 2. С. 263-267.

Beynon W.L.G., Brown G.M. Geomagnetic distortion of region-E. J. Atmos. Terr. Phys. 1959, vol. 14, iss. 1-2, pp. 138-166. DOI: 10.1016/0021-9169(59)90062-5.

Иванов-Холодный Г.С., Нусинов А.А. Образование и динамика дневного среднеширотного слоя E ионосферы. Труды Института прикладной геофизики. М.: Госкомгидромет, 1979. Вып. 37. 129 с.

Bilitza D. International Reference Ionosphere - Status 1995/96. Adv. Space Res. 1997, vol. 20, no. 9. pp. 1751-1754. DOI: 10.1016/S0273-1177(97)00584-X.

Иванов-Холодный Г.С., Лещенко Л.Н., Одинцова И.Н. Соотношение рентгеновского и ультрафиолетового излучений солнечных вспышек в ионизации Е-области ионосферы. Геомагнетизм и аэрономия. М.: Наука, 1976. Т. 16, № 2. С. 246-250.

Bremer J. Ionospheric trends in mid-latitude as a possible indicator of the atmospheric greenhouse effect. J. Atmos. Terr. Phys. 1992, vol. 54, no. 11-12, pp. 1505-1511. DOI: 10.1016/ 0021-9169(92)90157-G.

Иванов-Холодный Г.С., Лещенко Л.Н., Нусинов А.А., Одинцова И.Н. Влияние сезонных вариаций нейтральной атмосферы на ионизацию E-области ионосферы. Геомагнетизм и аэрономия. М.: Наука, 1977. Т. 17, № 5. C. 839-846.

Brown W.J.G., Wynne R. Solar daily disturbance variation in the lover ionosphere. Planet. Space Sci. 1967, vol. 15, iss. 11, pp. 1677-1686. DOI: 10.1016/0021-9169(92)90157-G.

Фаткуллин М.Н., Зеленова Т.И., Козлов В.К. и др. Эмпирические модели среднеширотной ионосферы. М.: Наука, 1981. 255 с.

Fatkullin M.N., Zelenova T.I., Kozlov V.K., Legenka A.D., Soboleva T.N. Empirical models of the mid-latitude ionosphere. M.: Science, 1981, 255 p. (In Russian).

Beynon W.L.G., Brown G.M. Geomagnetic distortion of region-E. J. Atmos. Terr. Phys. 1959. Vol. 14, iss. 1-2. P. 138-166. DOI: 10.1016/0021-9169(59)90062-5.

Givishvili G.V., Ivanov-Kholodny G.S., Leshchenko L.N., Chertoprud V.Ye. Solar flares and gas composition of the upper ionosphere. Geomagnetism and Aeronomy M.: Science, 2005, vol. 45, no. 2, pp. 263-267. (In Russian).

Bilitza D. International Reference Ionosphere - Status 1995/96. Adv. Space Res. 1997. Vol. 20, no. 9. P. 1751-1754. DOI: 10.1016/S0273-1177(97)00584-X.

Ivanov-Kholodny G.S., Nusinov A.A. Formation and dynamics of the diurnal mid-latitude ionosphere E-layer. Proc. the Institute of Applied Geophysics. M.: Goskomgidromet, 1979, iss. 37, 129 p. (In Russian).

Bremer J. Ionospheric trends in mid-latitude as a possible indicator of the atmospheric greenhouse effect. J. Atmos. Terr. Phys. 1992. Vol. 54, no. 11-12. P. 1505-1511. DOI: 10.1016/ 0021-9169(92)90157-G.

Ivanov-Kholodny G.S., Leshchenko L.N., Odintsova I.N. The ratio of X-ray and ultraviolet radiation of solar flares in the ionization of the E-region of the ionosphere. Geomagnetism and Aeronomy. M.: Science, 1976, vol. 16, no. 2, pp. 246-250. (In Russian).

Brown W.J.G., Wynne R. Solar daily disturbance variation in the lover ionosphere. Planet. Space Sci. 1967. Vol. 15, iss. 11. P. 1677-1686. DOI: 10.1016/0032-0633(67)90006-2.

Ivanov-Kholodny G.S., Leshchenko L.N., Nusinov A.A., Odintsova I.N. Effect of seasonal variations in the neutral atmosphere on ionization of the ionosphere E-layer. Geomagnetism and Aeronomy. M.: Science, 1977, vol. 17, no. 5, pp. 839-846. (In Russian).

10.

Hedin A.E. Extension of the MSIS thermospheric model into the middle and lower atmosphere. J. Geophys. Res. 1991. Vol. 96, iss. 2. P. 1159-1172. DOI: 10.1029/90JA02125.

Hedin A.E. Extension of the MSIS thermospheric model into the middle and lower atmosphere. J. Geophys. Res. 1991, vol. 96, iss. 2, pp. 1159-1172. DOI: 10.1029/90JA02125.

11.

Mikhailov A.V. Trends in the ionospheric E-region. Phys. Chem. Earth. 2006. Vol. 31, iss. 1-3. P. 22-32. DOI: 10.1016/ j.pce.2005.02.005.

Mikhailov A.V. Trends in the ionospheric E-region. Phys. Chem. Earth. 2006, vol. 31, iss. 1-3, pp. 22-32. DOI: 10.1016/ j.pce.2005.02.005.

12.

Rishbeth H. A greenhouse effect in the ionosphere? Planet. Space Sci. 1990. Vol. 38, iss.7. P. 945-948. DOI: 10.1016/ 0032-0633(90)90061-T.

Rishbeth H. A greenhouse effect in the ionosphere? Planet. Space Sci. 1990, vol. 38, iss.7, pp. 945-948. DOI: 10.1016/ 0032-0633(90)90061-T.

13.

Rishbeth H., Roble R.G. Cooling of the upper atmosphere by enhanced greenhouse gases - modelling of thermospheric and ionospheric effects. Planet. Space Sci. 1992. Vol. 40, iss. 7. P. 1011-1026. DOI: 10.1016/0032-0633(92)90141-A.

Rishbeth H., Roble R.G. Cooling of the upper atmosphere by enhanced greenhouse gases - modelling of thermospheric and ionospheric effects. Planet. Space Sci. 1992, vol. 40, iss. 7, pp. 1011-1026. DOI: 10.1016/0032-0633(92)90141-A.

14.

Roble R.G., Dickinson R.E. How will changes in carbon dioxide and methane modify the mean structure of the mesosphere and thermosphere? Geophys. Res. Lett. 1989. Vol. 16, iss. 7. P. 1441-1444. DOI: 10.1029/GL016i012p01441.

Roble R.G., Dickinson R.E. How will changes in carbon dioxide and methane modify the mean structure of the mesosphere and thermosphere? Geophys. Res. Lett. 1989, vol. 16, iss. 7, pp. 1441-1444. DOI: 10.1029/GL016i012p01441.

15.

Shieber J. CO2 in the atmosphere just exceeded 415 parts per million for the first time in human history. Mauna Loa Observatory. 2019.

16.

URL: https://www.sws.bom.gov.au/IPSHosted/INAG/uag.htm (дата обращения 20 февраля 2022 г.).

URL: https://www.sws.bom.gov.au/IPSHosted/INAG/uag.htm (accessed February 20, 2022).

17.

URL: https://techcrunch.com/2019/05/12/co2-in-the-atmosphere- just-exceeded-415-parts-per-million-for-the-first-time-in-human-history (дата обращения 20 февраля 2022 г.).

URL: https://techcrunch.com/2019/05/12/co2-in-the-atmosphere- just-exceeded-415-parts-per-million-for-the-first-time-in-human-history (accessed February 20, 2022).