Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 28827 10.12737/szf-54201912 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Variations of ionospheric parameters over Almaty (Kazakhstan) in 1999–2013 Вариации ионосферных параметров над Алма-Атой (Казахстан) в 1999–2013 гг. Мукашева Сауле Нурмуханбетовна Mukasheva Saule Nurmuhanbetovna snmukasheva@gmail.com

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Капытин Виталий Иосифович Kapytin Vitaliy Iosifovich kaputinsanct@mail.ru

аспирант физико-математических наук;

graduate student of physical and mathematical sciences;

 Малимбаев Андрей Маратович Malimbayev Andrey Maratovich nanozavr@mail.ru

аспирант физико-математических наук;

graduate student of physical and mathematical sciences;

 Институт ионосферы Национальный центр космических исследований и технологий Алма-Ата Казахстан Institute of Ionosphere National Centre for Space Research and Technology Almaty Kazakhstan Институт ионосферы Национальный центр космических исследований и технологий Алма-Ата Казахстан Institute of Ionosphere National Centre for Space Research and Technology Almaty Kazakhstan Институт ионосферы Национальный центр космических исследований и технологий Алма-Ата Казахстан Institute of Ionosphere National Centre for Space Research and Technology Almaty Kazakhstan 5 4 110 116 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/28827/view

В работе приводятся результаты исследования поведения ионосферных параметров: полного электронного содержания I(t) и электронной концентрации в максимуме слоя F2 Nm — над Алма-Атой (Казахстан) [43.25° N; 76.92° E] за 1999–2013 гг. Рассматриваемый временной интервал охватывает разные уровни солнечной активности. Показано, что при F10.7>175 летом и при F10.7>225 зимой наблюдается эффект насыщения, т. е. с ростом уровня солнечной активности значения I(t) не увеличиваются. Наблюдаемая нелинейная зависимость полного электронного со¬держания ионосферы от потока радиоизлучения Солнца F10.7 является следствием нелинейной зависимости солнечного ультрафиолетового излучения от потока радиоизлучения Солнца. Исследование изменчивости параметров среднеширотной ионосферы при разных уровнях солнечной и геомагнитной активности показало, что стандартное отклонение ç(x) и средний сдвиг Xave флуктуаций I(t) и Nm относительно спокойного уровня слабо зависят от уровня солнечной активности, а зависимость от геомагнитной активности значительна при F10.7<100.

The paper presents the results of a study of the behavior of ionospheric parameters of the total electron content, I(t), and electron density in the maximum F2 layer, Nm, over Almaty (Kazakhstan) [43.25° N; 76.92° E] in 1999–2013. The time interval under study covers different solar activity levels. We have shown that at F10.7>175 in summer and at F10.7>225 in winter there is a saturation effect, i.e. with increasing solar activity level values of I(t) do not increase. The observed nonlinear relationship between the total electron content of the ionosphere and the solar radiation flux F10.7 results from the nonlinear relationship between the solar ultraviolet radiation and the solar radiation flux. The study of the variability of the mid-latitude ionosphere parameters during different solar and geomagnetic activity levels has shown that the standard deviation ç(x) and average shift Xave of I(t) and Nm fluctuations relative to the quiet level weakly depend on solar activity, but greatly depend on geomagnetic activity when F10.7<100.

 полное электронное содержание солнечная активность ионосфера total electron content solar activity ionosphere

Афраймович Э.Л., Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Иркутск: ИСЗФ СО РАН, 2006. 480 с. Afraimovich E.L., Perevalova N.P. GPS-monitoring verkhnei atmosfery Zemli [GPS-Monitoring of the Upper Atmosphere of the Earth]. Irkutsk, ISTP SB RAS, 2006, 480 p. (In Russian). Бруевич Е.А., Бруевич В.В., Якунина Г.В. Цикличе¬ские вариации потоков солнечного излучения в начале XXI века // ВМУ. Серия 3. Физика. Астрономия. 2018. № 2. C. 93-99. Araujo-Pradere E.A., Fuller-Rowell T.J., Codrescu M.V., Bilitza D. Characteristics of the ionospheric variability as a function of season, latitude, local time, and geomagnetic ac¬tivity. Radio Sci. 2005, vol. 40, RS5009. DOI: 10.1029/ 2004RS003179. Гуляева Т.Л. Модификация индексов солнечной ак¬тивности в международных справочных моделях ионо-сферы IRI и IRI-Plas в связи с пересмотром ряда чисел солнечных пятен // Солнечно-земная физика. 2016. Т. 2, № 3. С. 59-68. DOI: 10.12737/20872. Balan N., Bailey G.J., Jayachandran B. Ionospheric evi¬dence for a nonlinear relationship between the solar e.u.v. and 10.7 cm fluxes during an intense solar cycle. Planet. Space Sci. 1993, vol. 41, no. 2, pp. 141-145. DOI: 10.1016/0032-0633(93)90043-2. Деминов М.Г., Деминова Г.Ф., Жеребцов Г.А., Пирог О.М., Полех Н.М. Изменчивость параметров макси-мума F2-слоя спокойной среднеширотной ионосферы при низкой солнечной активности: 1. Статистические свойства // Геомагнетизм и аэрономия. 2011. Т. 51, № 3. С. 360-367. Bolaji O.S., Adebiyi S.J., Fashae J.B. Characterization of ionospheric irregularities at different longitudes during quiet and disturbed geomagnetic conditions. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2019. vol. 182, pp. 93-100. DOI: 10.1016/j.jastp. 2018.11.007. Деминов М.Г., Деминова Г.Ф., Жеребцов Г.А., Полех Н.М. Свойства изменчивости концентрации максимума F2-слоя над Иркутском при разных уровнях солнечной и геомагнитной активности // Солнечно-земная физика. 2015. Т. 1, № 1. С. 56-62. DOI: 10.12737/6558. Bruevich E.A., Bruevich V.V., Yakunina G.V. Cyclic variations in the solar radiation fluxes at the beginning of the 21st century. Moscow University Physics Bulletin. 2018, vol. 72, no. 2, pp. 216-222. Ишков В.Н. Текущий 24 цикл солнечной активности: эволюция, особенности, активные явления, прогноз развития // Polar 2012. IZMIRAN: http://www.izmiran.ru POLAR2012/REPORTS/POLAR_2012_Ischkov.pdf (дата обращения: 13.05.2019). Deminov M.G., Deminova G.F., Zherebtsov G.A., Pirog O.M., Polekh N.M. Variability of parameters of the F2-layer maximum in the quiet midlatitude ionosphere under low solar activity: 1. Sta¬tistical properties. Geomagnetism and Aeronomy. 2011, vol. 51, no. 3, pp. 348-355. DOI: 10.1134/ S0016793211020058. Мукашева С.Н. Морфология поведения интегрального электронного содержания ионосферы над Казахстаном (по данным трансионосферного зондирования): дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.03.03. Алматы, 1999. 120 с. Deminov M.G., Deminova G.F., Zherebtsov G.A., Polekh N.M. Properties of the F2-layer maximum density variability over Irkutsk under different levels of the solar and geomag¬netic activity. Solar-Terrestrial Physics. 2015, vol. 1, no. 1, rr. 56-62. DOI: 10.12737/6558. (In Russian). Araujo-Pradere E.A., Fuller-Rowell T.J., Codrescu M.V., Bilitza D. Characteristics of the ionospheric variability as a function of season, latitude, local time, and geomagnetic ac¬tivity // Radio Sci. 2005. V. 40. RS5009. DOI: 10.1029/ 2004RS003179. Essex E.A., Klobuchar J.A. Mid-latitude nighttime in¬creases in the total electron content of the ionosphere. J. Geophys. Res. 1980, vol. 85, no. A11, pp. 6011-6020. DOI: 10.1029/ JA085iA11p06011. Balan N., Bailey G.J., Jayachandran B. Ionospheric evi¬dence for a nonlinear relationship between the solar e.u.v. and 10.7 cm fluxes during an intense solar cycle // Planet. Space Sci. 1993. V. 41, N 2. P. 141-145. DOI: 10.1016/0032-0633(93) 90043-2. Gulyaeva T.L. Modification of solar activity indices in the International Reference Ionosphere IRI and IRI-Plas models due to recent revision of sunspot number time series. Solar-Terrestrial Physics. 2016, vol. 2, no. 3, rr. 87-98. DOI: 10.12737/22287. Bolaji O.S., Adebiyi S.J., Fashae J.B. Characterization of ionospheric irregularities at different longitudes during quiet and disturbed geomagnetic conditions // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2019. V. 182. P. 93-100. Ishkov V.N. Tekushchii 24 tsikl solnechnoi aktivnosti: evolyutsiya, osobennosti, aktivnye yavleniya, prognoz razvitiya [The current 24th cycle of solar activity: evolution, characteristics, active phenomena, development forecast]. Polar 2012. http://www.izmiran.ru/POLAR2012/REPORTS/POLAR_ 212_Ischkov.pdf (accessed 13 May 2019). Essex E.A., Klobuchar J.A. Mid-latitude nighttime in¬creases in the Total Electron Content of the Ionosphere // J. Geophys. Res. 1980. V. 85, N A11. P. 6011-6020. DOI: 10.1029/ JA085iA11p06011. Mandrikova O., Polozov Y., Fetisova N., Zalyaev T. Analysis of the dynamics of ionospheric parameters during periods of increased solar activity and magnetic storms. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018, vol. 181, pp. 116-126. DOI: 10.1016/j.jastp. 2018.10.019. Mandrikova О., Polozov Y., Fetisova N., Zalyaev T. Analysis of the dynamics of ionospheric parameters during periods of increased solar activity and magnetic storms // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018. V. 181. P. 116-126. DOI: 10.1016/ j.jastp.2018.10.019. Mannucci A.J., Wilson B.D., Yuan D.N., Ho C.H., Lindqwister U.J., Runge T.F. A global mapping technique for GPS-derived ionosphere TEC meas¬urements. Radio Sci. 1998, vol. 33, no. 3, pp. 565-582. DOI: 10.1029/97RS02707. Mannucci A.J., Wilson B.D., Yuan D.N., et al. A global mapping technique for GPS-derived ionosphere TEC meas-urements // Radio Sci. 1998.V. 33, N 3. P. 565-582. DOI: 10.1029/ 97RS02707. Mukasheva S.N. Morfologiya povedeniya integral'nogo elektronnogo soderzhaniya ionosfery nad Kazakhstanom (po dannym transionosfernogo zondirovaniya). Dis. … kand. fiz.-mat. nauk [Morphology of the behavior of the integrated elec¬tron content of the ionosphere over Kazakhstan (according to TRANS-ionospheric sounding) Dr. phys. and math. sci. diss.]. Almaty, 1999, 120 p. (In Russian). Schaer S., Beutler G., Rothacher M. Mapping and pre¬dicting the ionosphere // Proc. of the IGS AC. Workshop. Darmstadt, Germany. February 9-11. 1998a. P. 307-320. Schaer S., Beutler G., Rothacher M. Mapping and pre¬dicting the ionosphere. Proc. of the IGS AC. Workshop. Darmstadt, Germany. February 9-11. 1998a, pp. 307-320. Schaer S., Gurtner W., Feltens J. IONEX: The Ionosphere Map Exchange Format Version1// Proc. of the IGS AC. Work¬shop. Darmstadt, Germany. February 9-11. 1998b. P. 233-247. Schaer S., Gurtner W., Feltens J. IONEX: The Ionosphere Map Exchange Format Version1. Proc. of the IGS AC. Workshop. Darmstadt, Germany. February 9-11. 1998b, pp. 233-247. Shi H., Zhang D., Liu Y., Hao Y. Analysis of the iono¬spheric variability based on wavelet decomposition // Sci. China Tech. Sci. 2014. V. 58, iss. 1. P. 174-180. DOI: 10.1007/ s11431-014-5709-8. Shi H., Zhang D., Liu Y., Hao Y. Analysis of the iono¬spheric variability based on wavelet decomposition. Sci. China Tech. Sci. 2014, vol. 58, iss. 1, pp. 174-180. DOI: 10.1007/ s11431-014-5709-8. Shreedevi P.R., Choudhary R.K., Yadav S., et al. Varia¬tion of the TEC at a dip equatorial station, Trivandrum and a mid latitude station, Hanle during the descending phase of the solar cycle 24(2014-2016) // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018. V. 179. P. 425-434. DOI: 10.1016/j.jastp.2018.09.010. Shreedevi P.R., Choudhary R.K., Yadav S., Thampi S.V., Ajesh A. Varia¬tion of the TEC at a dip equatorial station, Trivandrum and a mid latitude station, Hanle during the descending phase of the solar cycle 24(2014-2016). J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018, vol. 179, pp. 425-434. DOI: 10.1016/j.jastp. 2018.09.010. Titheridge J. E. The electron content of the southern mid-latitude ionsphere,1965-1971 // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1973. V. 35. P. 981-1001. DOI: 10.1016/0021-9169(73) 90077-9. Titheridge J.E. The electron content of the southern mid-latitude ionsphere, 1965-1971. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1973, vol. 35, pp. 981-1001. DOI: 10.1016/0021-9169(73) 90077-9. Tobiska W. K. Revised solar extreme ultraviolet flux model // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1991. V. 53. P. 1005-1018. DOI: 10.1016/0021-9169(91)90046-A. Tobiska W.K. Revised solar extreme ultraviolet flux model. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1991, vol. 53, pp. 1005-1018. DOI: 10.1016/0021-9169(91)90046-A. URL: http://www.swpc.noaa.gov (дата обращения 20 мая 2019 г.). URL: http://www.swpc.noaa.gov (accessed May 20, 2019). URL: ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/pub/gps/products/ionex (дата обращения 20 мая 2019 г.). URL: ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/pub/gps/products/ionex (accessed May 20, 2019).