с 01.01.2021 по настоящее время
Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова (доцент)
с 01.01.2018 по 01.01.2021
Якутск, Республика Саха (Якутия), Россия
Якутск, Россия
Якутск, Россия
УДК 551.510.537 Магнитосфера
На основе численных расчетов по модели высокоширотной ионосферы в эйлеровых переменных исследовано влияние возмущенной магнитосферной конвекции на крупномасштабную структуру ионосферы во время умеренной геомагнитной бури для условий зимнего солнцестояния. Показано, что возмущенное электрическое поле конвекции приводит к изменению форм и размеров основных структурных образований ионосферы. Выявлена зависимость эффекта влияния геомагнитной бури от времени начала возмущения вследствие несовпадения географического и геомагнитного полюсов (UT-контроль). Эффект наиболее выражен в случае бури с началом в 16 UT, когда возмущенное электрическое поле магнитосферной конвекции выносит плазму из дневной ионосферы на ночную сторону. Установлено, что в возмущенные периоды существенное влияние оказывает, наряду с горизонтальной компонентой электромагнитного дрейфа, его вертикальная компонента, которая приводит к увеличению высоты максимума F2-слоя на дневной стороне ионосферы и уменьшению на ночной.
магнитосферная конвекция, магнитная буря, модель ионосферы, высокоширотная ионосфера, субавроральная ионосферы, несовпадение полюсов
1. Голиков И.А., Гололобов А.Ю., Попов В.И. Численное моделирование теплового режима высокоширотной ионосферы. Вестник Северо-Восточного федерального университета. 2012, т. 9, № 3, с. 22–28.
2. Голиков И.А., Гололобов А.Ю., Попов В.И. Моделирование распределения температуры электронов в области F2 высокоширотной ионосферы для условий зимнего солнцестояния. Солнечно-земная физика. 2016, т. 2, № 4, c. 54–62. DOI:https://doi.org/10.12737/19424 / Golikov I.A., Gololobov A.Yu., Popov V.I. Modelling the electron temperature distribution in F2 region of high-latitude ionosphere for winter solstice. Solar-Terrestrial Physics. 2016, vol. 2, iss. 4, pp. 70–80. DOI:https://doi.org/10.12737/24269.
3. Голиков И.А., Гололобов А.Ю., Макаров Г.А., Баишев Д.Г. Определение зоны повышения температуры электронов в субавроральной ионосфере в глобальном масштабе во время магнитных бурь. Геомагнетизм и аэрономия. 2022, т. 62, №. 1, с. 106–118. DOI:https://doi.org/10.31857/S0016794022010084.
4. Данилов А.Д. Реакция области F на геомагнитные возмущения (обзор). Гелиогеофизические исследования. 2013, № 5, с. 1–33.
5. Ермолаев Ю.И., Лодкина И.Г., Николаева Н.С., Ермолаев М.В. Статистическое исследование влияния межпланетных условий на геомагнитные бури. 2. Вариации параметров. Космические исследования. 2011, т. 49, № 1, с. 24–37.
6. Жеребцов Г.А., Мизун Ю.Г., Мингалев В.С. Физические процессы в полярной ионосфере. М.: Наука, 1988, 232 с.
7. Клименко В.В., Намгаладзе А.А. Эффекты зональных электрических полей в дневной зимней среднеширотной ионосфере. Геомагнетизм и аэрономия. 1976, т. 16, с. 1117–1119.
8. Клименко М.В., Клименко В.В., Бессараб Ф.С. и др. Влияние геомагнитных бурь 26–30 сентября 2011 года на ионосферу и распространение радиоволн КВ-диапазона. I-ионосферные эффекты. Геомагнетизм и аэрономия. 2015, т. 55, №. 6, с. 769–789.
9. Колесник А.Г., Голиков И.А. Исследование роли различных механизмов в формировании F2 ионосферы на двухмерной модели. Геомагнетизм и аэрономия. 1981, т. 21, № 4, с. 612–616.
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. Колесник А.Г., Голиков И.А. Явление «полной тени» в верхней атмосфере Земли. Доклады АН СССР. 1984, т. 279, № 4, с. 832–834.
12. Кринберг И.А., Тащилин А.В. Ионосфера и плазмосфера. М.: Наука, 1984. 190 с.
13. Ларина Т.Н., Глебова Г.М. Исследование вариаций электронной концентрации в F-слое полярной ионосферы, обусловленных сменой знака By-компоненты межпланетного магнитного поля. Инженерный вестник Дона. 2019, № 1, 11 с. URL: http://www.ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_120_larina_N.pdf_5a3560990a.pdf (дата обращения 10 января 2025 г.).
14. Мизун Ю.Г. Полярная ионосфера. Л.: Наука, 1980, 216 с.
15. Мингалев В.С. Влияние электрических полей на полярную ионосферу. Полярная ионосфера и магнитосферно-ионосферные связи. Апатиты: КФ АН СССР, 1978, с. 43–48.
16. Ратовский К.Г, Клименко М.В., Клименко В.В. и др. Эффекты последствий геомагнитных бурь: Статистический анализ и теоретическое объяснение. Солнечно-земная физика. 2018, т. 4, № 4, с. 32–42. DOI:https://doi.org/10.12737/szf44201804 // Ratovsky K.G., Klimenko M.V., Klimenko V.V., Chirik N.V., Korenkova N.A., Kotova D.S. After-effects of geomagnetic storms: statistical analysis and theoretical explanation. Solar-Terrestrial Physics. 2018, vol. 4, iss. 4, рр. 26–32. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-44201804.
17. Уваров В.М., Барашков П.Д. Типы распределения электрических полей и соответствующие им типы конвекции в полярной ионосфере. Модель. Геомагнетизм и аэрономия. 1989, т. 29, № 4, c. 621–628.
18. Уваров В.М., Лукьянова Р.Ю. Моделирование высокоширотной ионосферы с учетом влияния параметров межпланетной среды. Гелиогеофизические исследования. 2014, № 7, c. 108–118.
19. Burton R.K., McPherron R.L., Russel C.T. An empirical relationship between interplanetary conditions and Dst. J. Geophys. Res. 1975, vol. 80, no. 31, рр. 4204–4214. DOI:https://doi.org/10.1029/JA080i031p04204.
20. Chapman S. The absorption and dissociative of ionizing effect of monochromatic radiation in an atmosphere on a rotation. Earth. Proc. Phys. Soc. 1931, vol. 43, рр. 483–501. DOI:https://doi.org/10.1088/0959-5309/43/5/302.
21. David M., Schunk R. Sojka J. The effect of downward electron heat flow and electron cooling processes in the high-latitude ionosphere. J. Atmos. Solar-Terrestrial Physics. 2011, vol. 73, рр. 2399–2409. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2011.08.009.
22. Deng Y., Ridley A.J. Role of vertical ion convection in the high-latitude ionospheric plasma distribution. J. Geophyus. Res. 2006, vol. 111, A09314. DOI:https://doi.org/10.1029/2006JA011637.
23. Evans J.V. Millstone Hill Thomson scatter results for 1969. Technical Report 513. Massachusetts Institute of Technology, 1974, 140 p.
24. Fang X., Randall C., Lummerzheim D., et al. Electron impact ionization: A new parameterization for 100 eV to 1 MeV electrons. J. Geophys. Res. 2008, vol. 113, iss. 9. DOI:https://doi.org/10.1029/2008JA013384.
25. Golikov I., Gololobov A., Baishev D. Universal time control of the parameters of the electron temperature enhancement zone in the winter subauroral ionosphere. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2020, vol. 211, 105458. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2020.105458.
26. Heppner J.P., Maynard N.C. Empirical high-latitude electric field models. J. Geophys. Res. 1987, vol. 92, pp. 4467–4489. DOI:https://doi.org/10.1029/JA092iA05p04467.
27. Klimenko M.V., Zakharenkova I.E., Klimenko V.V., et al. Simulation and observation of the polar tongue of ionization at different heights during the 2015 St. Patric’s day storms. Space Weather. 2019, vol. 17, pp. 1073–1089. DOI:https://doi.org/10.1029/2018SW002143.
28. Liu J., Wang W., Burns A., et al. A TIEGCM numerical study of the source and evolution of ionospheric F-region tongues of ionization: Universal time and interplanetary magnetic field dependence. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2017, vol. 156, pp. 87–96. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2017.03.005.
29. Lukianova R.Yu., Uvarov V.M., Coisson P. High-latitude F region large-scale ionospheric irregularities under different solar wind and zenith angle conditions. Adv. Space. Res. 2016, vol. 59, pp. 557–570. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2016.10.010.
30. Murayama T. Coupling function between solar wind parameters and geomagnetic indices. Rev. Geophys. Space Phys. 1982, vol. 20, no. 3, pp. 623–629. DOI:https://doi.org/10.1029/RG020i003p00623.
31. Murayama T., Aoki T., Nakai H., Hakamada K. Empirical formula to relate the auroral electrojet intensity with interplanetary parameters. Planet Space. Sci. 1980, vol. 28, pp. 803–813. DOI:https://doi.org/10.1016/0032-0633(80)90078-1.
32. Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P. Aikin A. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparison and scientific issues. J. Geophys. Res. 2002, vol. 107, pp. 1501–1516. DOI:https://doi.org/10.1029/2002JA009430.
33. Prölss G.W. Ionospheric F-Region Storms. Handbook of Atmospheric Electrodynamics II. Eds. H. Volland. Boca Raton: CRC Press, 1995, pp. 195–248.
34. Samarskii A. The Theory of Difference Schemes. New York: Marcel Dekker, 2001, 761 p.
35. Schunk R., Nagy A. Electron temperature in the F regions of the ionosphere: theory and observations. Rev. Geophys. 1978, vol. 16, pp. 355–399. DOI:https://doi.org/10.1029/RG016i003p00355.
36. Schunk R.W., Nagy A. Ionospheres: Physics, Plasma Physics, and Chemistry. New York: Cambridge University Press, 2009, 628 p.
37. Sojka J.J., Raitt W.J., Schunk R.W. Effect of displaced geomagnetic and geographic poles on high-latitude plasma convection and ionospheric depletions. J. Geophys. Res. 1979, vol. 85, no. A10, pp. 5943–5951. DOI:https://doi.org/10.1029/JA084iA10p05943.
38. Tashchilin A.V., Romanova E.B. Numerical modeling the high-latitude ionosphere. Proc. of the COSPAR Colloquim on Solar-Terrestrial Magnetic Activity and Space Environment (STMASE). Beijing, China. Pergamon, 2002, vol. 14, pp. 315–325.
39. Tashchilin A.V., Romanova E.B. Influence of magnetospheric inputs definition on modeling of ionospheric storms. Physics of Auroral Phenomena, Proc. XXX Annual Seminar. 2007, pp. 189–192.
40. Uvarov V.M., Lukianova R.Yu. Numerical modeling of the polar F region ionosphere taking into account the solar wind conditions. Adv. Space. Res. 2015, vol. 56, no. 11, pp. 2563–2574. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2015.10.004.
41. Vorobjev V.G., Yagodkina O.I., Katkalov Yu.V. Auroral Precipitation Model and its application to ionospheric and magnetospheric studies. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2013, vol. 102, pp. 157–171. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2013.05.007.
42. Watkins B.J. A numerical computer investigation of the polar F-region ionosphere. Planet. Space Sci. 1978, vol. 26, pp. 559–569. DOI:https://doi.org/10.1016/0032-0633(78)90048-X.
43. Weimer D.R. A flexible, IMG dependent model of high-latitude electric potentials having “space weather” applications. Geophys. Res. Lett. 1996, vol. 23, no. 18, pp. 2549–2552.
44. Zou S., Ridley A., Moldwin M.B., et al. Multi-instrument observations of SED during 24–25 October 2011 storm: Implications for SED formation processes. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2013, vol. 118, pp. 7798–7809. DOI:https://doi.org/10.1002/2013JA018860.
45. URL: http://omniweb.gsfc.nasa.gov (дата обращения 10 января 2025 г.).
