доктор физико-математических наук;
doctor of physical and mathematical sciences;
кандидат физико-математических наук;
candidate of physical and mathematical sciences;
В данной работе исследуется поведение параметров нижней ионосферы, влияющих на распространение декаметровых радиоволн, в периоды магнитных бурь. Рассматривались магнитные бури за пятилетний период (с 2008 по 2012 г.). Основой изучения служили данные вертикального зондирования, данные магнитометра и риометра обсерватории Соданкюля, а также спутниковые данные. Главное внимание было уделено выявлению связи между уровнем поглощения в D-области ионосферы и интенсивностью магнитного поля в бухте возмущения. Обнаружены пороги в уровнях поглощения для случаев, когда при вертикальном зондировании отсутствовали отраженные от ионосферы сигналы. Рассмотрена зависимость предельных частот спорадических Es-слоев от интенсивности магнитного поля в период протекания магнитной бури. Найдены различия в указанных закономерностях для дневных и ночных условий.
The results of the paper were based upon data on magnetic storms for a five-year period (2008–2012) such as vertical sounding data, magnetometer and riometer data from the Sodankylä station, and satellite data. The main efforts were directed to reveal the relationship between the level of absorption in the ionospheric D-region and magnetic field intensity in a disturbance bay. We detected thresholds in the level of absorption when ionospherically reflected signals were absent in the vertical sounding. Another task of the study was to reveal the relationship between maximum frequencies of Es layers and magnetic field intensity for the magnetic storm period. We established differences between the mentioned regularities for daytime and nighttime periods.
ВВЕДЕНИЕВ программах «Космическая погода», «Солнечно-земные связи», CEDAR и других подобных, как известно, большое внимание уделяется вопросам влияния магнитосферных бурь/суббурь на ионосферу Земли. Ранее в работе [Благовещенский, 2011] изучались закономерности вариаций параметров верхней ионосферы во время геомагнитных возмущений типа бурь и суббурь. В настоящем исследовании рассматривается поведение параметров нижней ионосферы, существенно влияющих, в частности, на распространение декаметровых волн, в периоды магнитных бурь. К числу этих параметров относятся поглощение в D-области и спорадические слои в Е-области. Анализ проводился на основе данных вертикального зондирования (ВЗ) ионосферы, магнитных и риометрических измерений, полученных в обс. Соданкюля (Финляндия) [www.sgo.fi]. Необходимость комплексного анализа обусловлена недостаточностью статистических и физических сведений о характере вариаций параметров авроральной ионосферы во время магнитных возмущений, которые часто случаются в высоких широтах.В работах [Дриацкий, 1974; Hunsucker, Hargreaves, 2003] представлены многолетние исследования характера риометрического поглощения на полярных станциях Арктики и Антарктики. Основные результаты, касающиеся геомагнитных широт, где расположена обс. Соданкюля (64.1°), сводятся к следующему. 1. В отличие от полярных сияний, авроральное поглощение (АА) наблюдается в кольцевой зоне с максимумом на геомагнитной широте 67°. С ростом магнитной активности зона АА смещается к югу. 2. В течение суток АА имеет два максимума - в околополуночное и предполуденное время, минимум в 19-20 ч местного геомагнитного времени (МГВ). 3. Характер АА и геомагнитная возмущенность находятся в сложной взаимосвязи. АА ночью сопровождается отрицательными бухтами магнитного поля. Вечером АА сопровождается положительными бухтами. В дневное время АА наблюдается преимущественно при спокойном магнитном поле. АА появляются чаще в период фазы восстановления магнитной бури. 4. В ночное время более энергичная часть вторгающихся потоков ответственна за АА, а менее энергичная часть - за появление полярных магнитных возмущений. В дневное время имеют место лишь энергичные потоки, приводящие к АА.Главное внимание будет уделено сложным взаимосвязям во время магнитных бурь между АА и магнитной активностью. Представляется интересным установить, например, зависимость уровня поглощения (в дБ) от интенсивности магнитного поля (Х-компоненты) в ночных и дневных условиях. Другой интересный вопрос - каковы пороги поглощения, после которых Еs- и F2-отражения при ВЗ ионосферы исчезают и отсутствуют полностью. Анализ поведения уровня поглощения во время магнитных бурь проводился с привлечением спутниковых данных.Известно, что для высоких широт характерно частое появление спорадических слоев Es, особенно в ночные часы зимнего периода. Изучению поведения Еs-слоев в высоких широтах посвящен ряд работ [Разуваев, 1991; Hunsucker, Hargreaves, 2003; Hunsucker et al., 1996; Pirog et al., 2000; Rodger et al., 1983]. В них рассмотрен широкий спектр вопросов - от морфологической картины образования слоев Es, их структуры, основных параметров и до статистических особенностей появления в различных условиях. Однако поведение Es-слоев в периоды магнитных бурь изучено явно недостаточно, остается еще ряд нерешенных вопросов, например, как изменяются значения максимальных частот foЕs в зависимости от интенсивности магнитного поля в бухте возмущения соответственно в ночных и дневных условиях. Этот вопрос также будет затронут в настоящей работе.