Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Санкт-Петербург, Россия
Якутск, Россия
с 01.01.2016 по настоящее время
Новосибирск, Новосибирская область, Россия
Паратунка, Россия
Екатеринбург, Россия
Москва, Россия
Проанализированы пространственно-временные вариации параметров ионосферы над регионами высоких и средних широт Евразии на основе анализа данных цепей высоко- и среднеширотных ионозондов в период сильной магнитной бури в марте 2015 г. Для анализа ионосферного отклика на экстремальное геомагнитное возмущение 24-го цикла солнечной активности использовались данные ионозондов о среднечасовых значениях критической частоты fоF2 слоя F2 ионосферы, критической частоты спорадического слоя foEs и минимальной частоты отражения fmin. Отмечаются сильные широтные и долготные различия в особенностях временных вариаций анализируемых ионосферных параметров как в спокойных условиях до начала магнитной бури, так и во время ее развития. Обсуждаются возможные причины наблюдаемых пространственных вариаций ионосферных параметров. Источником пространственно-временных вариаций параметров ионизации ионосферы могут быть неоднородности, генерируемые в ионосфере высоких широт в условиях повышенной гелиогеомагнитной активности. На главной и восстановительной фазах магнитной бури наблюдались периоды блэкаутов радиосигналов ионозондов как на высоких, так и на средних широтах. В эти периоды отмечался существенный рост поглощения радиоволн, используемых при зондировании ионозондами, а также частоты появления экранирующих слоев Es. Длительный эффект отрицательной ионосферной бури над регионами высоких и средних широт Европы объясняется перемещением области пониженного отношения концентраций [O]/[N2] на высотах термосферы из региона Дальнего Востока и Сибири на запад к европейской территории на позднем периоде восстановительной фазы магнитной бури. Повышенная ионизация F2-области над обширным регионом Восточной, Западной Сибири и Восточной Европы после завершения магнитной бури в марте 2015 г. является проявлением эффекта последействия магнитных бурь. Особенно ярко рост ионизации проявился по данным измерений цепи среднеширотных ионозондов.
высоко- и среднеширотная ионосфера, цепь ионозондов, геомагнитная буря, вариации ионизации ионосферы, вариации состава термосферы
1. Благовещенский Д.В., Мальцева О.А., Анишин М.М., Рогов Д.Д. Спорадические слои Es в высоких широтах во время магнитной бури 17 марта 2015 г. по данным вертикального и наклонного зондирования ионосферы. Известия вузов. Радиофизика. 2017. Т. 60, № 6. С. 509–520.
2. Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988. 527 с.
3. Выставной В.М., Макарова Л.Н., Широчков А.В., Егорова Л.В. Исследования высокоширотной ионосферы методом вертикального зондирования с использованием современного цифрового ионозонда CADI. Гелиогеофизические исследования. 2013. Вып. 4. С. 1–10.
4. Гололобов А.Ю., Голиков И.А., Попов В.И. Моделирование высокоширотной ионосферы с учетом несовпадения географического и геомагнитного полюсов. Вестник Северо-Восточного федерального университета. 2014. Т. 11, № 2. С. 46–54.
5. Деминов М.Г. Ионосфера Земли: закономерности и механизмы. В сб.: Электромагнитные и плазменные процессы от недр Солнца до недр Земли. Юбилейный сборник ИЗМИРАН-75. Москва, 2015. С. 295–346.
6. Деминов М.Г., Шубин В.Н. Эмпирическая модель положения главного ионосферного провала. Геомагнетизм и аэрономия. 2018. Т. 58, № 3. С. 366–373. DOI: 10.7868/ S0016794018030070.
7. Деминов М.Г., Карпачев А.Т., Афонин В.В., Шмилауэр Я. Изменения положения главного ионосферного провала в зависимости от долготы и геомагнитной активности. Геомагнетизм и аэрономия. 1992. Т. 32, № 5. С. 185–188.
8. Калишин А.С., Благовещенская Н.Ф., Трошичев О.А., Франк-Каменецкий А.В. ФГБУ «ААНИИ». Геофизические исследования в высоких широтах. Вестник РФФИ. Антарктида и Арктика: Полярные исследования. 2020. № 3–4 (107–108). С. 60–74. DOI:https://doi.org/10.22204/2410-4639-2020-106-107-3-4-60-78.
9. Карпачев А.Т. Модель ионосферного провала для дневных зимних условий по данным ИСЗ ИНТЕРКОСМОС-19 и CHAMP. Геомагнетизм и аэрономия. 2019. T. 59, № 4. С. 411–426. DOI:https://doi.org/10.1134/S0016794019040096.
10. Колесник А.Г., Голиков И.А. Трехмерная модель высокоширотной области F с учетом несовпадения географических и геомагнитных координат. Геомагнетизм и аэрономия. 1982. Т. 22, № 3. С. 435–439.
11. Кринберг И.А., Тащилин А.В. Ионосфера и плазмосфера. М.: Наука, 1984. 188 с.
12. Мамруков А.П., Халипов В.Л., Филиппов Л.Д. и др. Геофизическая информация по наклонным радиоотражениям в высоких широтах и их классификация. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2000. Вып. 111. С. 14–27.
13. Митра А. Воздействие солнечных вспышек на ионосферу Земли. М.: Мир, 1977. 372 с.
14. Перевалова Н.П., Ратовский К.Г., Жеребцов Г.А., Ясюкевич А.С. Корреляция короткопериодных волновых возмущений максимальной электронной концентрации в слое F2 и полного электронного содержания в ионосфере. Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. T. 513, № 1. С. 120–125. DOI:https://doi.org/10.31857/S2686739723601709.
15. Поляков В.М., Щепкин Л.А., Казимировский Э.С., Кокоуров В.Д. Ионосферные процессы. Новосибирск: Наука, 1968. 535 с.
16. Ратовский К.Г., Клименко М.В., Клименко В.В. и др. Эффекты последействий геомагнитных бурь: статистический анализ и теоретическое объяснение. Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4, № 4. С. 32–42. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-44201804.
17. Туманова Ю.С., Андреева Е.С., Нестеров И.А. Наблюдения ионосферного провала над Eвропой при разных уровнях геомагнитной возмущенности по данным радиотомографии. Учен. зап. физ. фак-та Моск. ун-та. 2016. № 3. 163906.
18. Черниговская М.А., Шпынев Б.Г., Хабитуев Д.С. и др. Долготные вариации ионосферных и геомагнитных параметров в Северном полушарии во время сильных магнитных бурь 2015 г. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16, № 5. С. 336–347. DOI:https://doi.org/10.21046/2070-7401-2019-16-5-336-347.
19. Черниговская М.А., Шпынев Б.Г., Ясюкевич А.С., Хабитуев Д.С. Ионосферная долготная изменчивость в Северном полушарии во время магнитных бурь по данным ионозондов и GPS/ГЛОНАСС. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 4. С. 269–281. DOI:https://doi.org/10.21046/2070-7401-2020-17-4-269-281.
20. Черниговская М.А., Ясюкевич А.С., Хабитуев Д.С. Долготная изменчивость ионосферы Северного полушария во время магнитных бурь в марте 2012 года по данным ионозондов и GPS/ГЛОНАСС. Солнечно-земная физика. 2023. Т. 9, № 4. С. 108–112. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-94202313.
21. Черниговская М.А., Сетов А.Г., Ратовский К.Г. и др. Изменчивость ионизации ионосферы над Евразией по данным цепи высокоширотных ионозондов во время экстремальных магнитных бурь 2015 г. Солнечно-земная физика. 2024. Т. 10. С. 38–52. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-102202404.
22. 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 activity. Radio Sci. 2005. Vol. 40. RS5009. DOI:https://doi.org/10.1029/2004RS003179.
23. Buonsanto M.J. Ionospheric storms — a review. Space Sci. Rev. 1999. Vol. 88. P. 563–601.
24. Burešová D., Laštovička J., De Franceschi G. Manifestation of Strong Geomagnetic Storms in the Ionosphere above Europe. Space Weather. J. Lilensten (ed.), Springer. 2007. P. 185–202.
25. Chernigovskaya M.A., Shpynev B.G., Yasyukevich A.S., et al. Longitudinal variations of geomagnetic and ionospheric parameters in the Northern Hemisphere during magnetic storms according to multi-instrument observations. Adv. Space Res. 2021. Vol. 67, no. 2. P. 762–776. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2020.10.028.
26. Christensen A.B., Paxton L.J., Avery S., et al. Initial observations with the Global Ultraviolet Imager (GUVI) on the NASA TIMED satellite mission. J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108, no. A12. P. 1451. DOI:https://doi.org/10.1029/2003JA009918.
27. Danilov A.D. Long-term trends of foF2 independent on geomagnetic activity. Ann. Geophys. 2003. Vol. 21, no. 5. P. 1167–1176.
28. Enell C.-F., Kozlovsky A., Turunen T., et al. Comparison between manual scaling and Autoscala automatic scaling applied to Sodankylä Geophysical Observatory ionograms. Geosci. Instrum. Method. Data Syst. 2016. No. 5. P. 53–64. DOI:https://doi.org/10.5194/gi-5-53-2016.
29. Hunsucker R.D., Hargreaves J.K. The High-Latitude Ionosphere and its Effects on Radio Propagation. Cambridge University Press, New York, 2003. 617 p.
30. Karpachev A.T. Dynamics of main and ring ionospheric troughs at the recovery phase of storms/substorms. J. Geophys. Res. 2021. Vol. 126. e2020JA028079. DOI:https://doi.org/10.1029/2020JA 028079.
31. Karpachev A.T., Klimenko M.V., Klimenko V.V. Longitudinal variations of the ionospheric trough position. Adv. Space Res. 2019. Vol. 63, iss. 2. P. 950–966. DOI: 10.1016/ j.asr.2018.09.038.
32. Klimenko M.V., Klimenko V.V., Despirak I.V., et al. Disturbances of the thermosphere–ionosphere–plasmasphere system and auroral electrojet at 30° E longitude during the St. Patrick’s Day geomagnetic storm on 17–23 March 2015. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018. Vol. 180. P. 78–9251–64. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2017.12.017.
33. Kozlovsky A., Turunen T., Ulich T. Rapid-run ionosonde observations of traveling ionospheric disturbances in the auroral ionosphere. J. Geophys. Res. 2013. Vol. 118. P. 5265–5276.
34. Krasheninnikov I., Pezzopane M., Scotto C. Application of Autoscala to ionograms recorded by the AIS-Parus ionosonde. Computers & Geosciences. 2010. Vol. 36. P. 628–635. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cageo.2009.09.013.
35. Laštovička J. Monitoring and forecasting of ionospheric space weather effects of geomagnetic storms. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2002. Vol. 64. P. 697–705. DOI:https://doi.org/10.1016/S1364-6826(02)00031-7.
36. Liou K., Newell P.T., Anderson B.J., et al. Neutral composition effects on ionospheric storms at middle and low latitudes. J. Geophys. Res. 2005. Vol. 110. P. A05309. DOI:https://doi.org/10.1029/2004JA010840.
37. Loewe C.A., Prölss G.W. Classification and mean behavior of magnetic storms. J. Geophys. Res. 1997. Vol. 102, no. A7. P. 14,209–14,213.
38. MacDougall J.W., Grant I.F., Shen X. The Canadian advanced digital ionosonde: design and results. WDC A for Solar-Terrestrial Physics, Report UAG-104, Boulder, Colorado, USA. 1995. P. 21–27.
39. Matsushita S. A study of the morphology of ionospheric storms. J. Geophys. Res. 1959. Vol. 64, no. 3. P. 305–321. DOI:https://doi.org/10.1029/JZ064i003p00305.
40. Mikhailov A.V. Ionospheric F2-layer storms. Física de la Tierra. 2000. Vol. 12. P. 223–262.
41. Prölss G.W., Werner S. Vibrationally excited nitrogen and oxygen and the origin of negative ionospheric storms. J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107, no. A2. P. 1016. DOI: 10.1029/ 2001JA900126.
42. Ratovsky K.G., Klimenko M.V., Yasyukevich Y.V., et al. Statistical analysis and interpretation of high-, mid-and low-latitude responses in regional electron content to geomagnetic storms. Atmosphere. 2020. Vol. 11, no. 12. P. 1308. DOI:https://doi.org/10.3390/atmos11121308.
43. Reinisch B.W., Haines D.M., Bibl K., et al. Ionospheric sounding support of OTH radar. Radio Sci. 1997. Vol. 32, no. 4. P. 1681–1694.
44. URL: https://www.swpc.noaa.gov/noaa-scales-explanation (дата обращения 22 апреля 2024 г.).
45. URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (дата обращения 22 апреля 2024 г.).
46. URL: https://www.ukssdc.ac.uk (дата обращения 22 апреля 2024 г.).
