Ионосферные эффекты солнечных затмений 29 марта 2006 и 19 марта 2007 г

В работе по данным Томской ионосферной станции вертикального зондирования исследуется влияние солнечных затмений 29.03.2006 и 19.03.2007 г. на ионосферную плазму. Показано, что во время максимальной фазы затмений происходит резкое уменьшение электронной концентрации в максимумах ионосферных слоев E, F1, F2. Относительно невозмущенных условий уменьшение концентрации составляет ~ 40 ^ 60 %.

In this study, the data from the Tomsk ionospheric station of vertical sounding are used to examine the influence of the solar eclipses of 29 March 2006 and 19 March 2007 on the ionospheric plasma. It is shown that during the maximum phase of the eclipses the electron density in the maxima of the ionospheric E, F1, F2 layers abruptly decreases. The density decrease is ~ 40 ^ 60 % under undisturbed conditions.

Регулярные ионосферные исследования на тер ритории России ( СССР ) начались в Томске и были связаны с полным солнечным затмением 19 июня 1936 г . [1]. К настоящему времени накоплен значи тельный экспериментальный и теоретический мате риал . Однако в течение нескольких последних деся тилетий в солнечно - земной физике основной про блемой остается поиск механизмов , посредством которых различные события на Солнце проявляются в околоземном космическом пространстве и биосфере Земли . Одним из возможных ключей к пониманию таких механизмов являются наблюдения ионосфер ных эффектов во время солнечных затмений .

При солнечном затмении резко изменяется поток солнечного ультрафиолетового и рентгеновского излучения , попадающего в атмосферу Земли и при водящего к ее ионизации . Как следствие , резко уменьшается электронное содержание в ионосфере на больших пространственных масштабах , сравни мых с радиусом Земли .

В Томском государственном университете на базе центра коллективного пользования «Ионосферный центр ТГУ» проводятся регулярные измерения параметров ионосферы. В случае солнечных затмений над Томском в 2006 и 2007 гг. они проводились в режиме учащенного зондирования. Методика измерений и обработки данных для рассматриваемых затмений идентична. В таблице представлены временные характеристики этих затмений для Томска.

Солнечные затмения в Томске

Здесь приводится местное время LT=UT+7. На рис. 1 приведены схемы солнечных затмений на поверхности Земли (по данным NASA). Заметим, что уникальность этих затмений для условий Томска заключалась в том, что они проходили при практически одинаково умеренных значениях солнечной активности (F10.7=81.7 и 70.1 для 29.03.2006 и 19.03.2007 соответственно) вблизи весеннего равноденствия, а также почти симметрично относительно местного полудня (вблизи восхода и захода солнца). Геомагнитная обстановка очень спокойная (вариации геомагнитного поля не превышали 15 гамм).

Рис . 1. Схема солнечных затмений на поверхности Земли: a – 29.03.2006, б – 19.03.2007.

А . А . Ковалев , А . Г . Колесник , С . А . Колесник , А . А . Колмаков

На рис . 2 приведены изменения критических час тот для ионосферных слоев E, F1 и F2. Для всех сло ев происходит уменьшение критических частот , достигающее своих минимальных значений во вре мя максимальной фазы затмений .

Во время максимальной фазы затмения 29.03.2006 ( рис . 2, а ) происходит резкое уменьше ние электронной концентрации в максимумах ио носферных слоев E, F1, F2, которое достигает в максимальной фазе солнечного затмения соответ ственно ~ 40, 50 и 45 % относительно контрольных

Рис . 2. Критические частоты и относительное отклонение электронной концентрации ионосферных слоев E, F1, F2 во время затмений: a – 29 марта 2006 г., б – 19 марта 2007 г.

дней . Для солнечного затмения 19.03.2007 ( рис . 2, б ) относительное уменьшение электронной концентра ции составило в максимальной фазе ~45, 55, 60 % (E, F1, F2). При этом все невозмущенные суточные вариации электронной концентрации находятся в пределах ±30 %, что является типичным для уме ренных гелиогеофизических условий . Значение ско рости изменения электронной концентрации на всех высотах ионосферы при наплыве тени Луны соответ ствует часам заката , а при уходе лунной тени – часам восхода .

Несмотря на то , что фаза затмения в 2006 г . была больше , относительные изменения электронной концентрации некоторых слоев оказались ниже по лученных в 2007 г . Причиной тому является время затмения ( вечерние часы ): ко времени максималь ной фазы электронная концентрация в слое E успела приблизиться к своим ночным значениям и , как следствие , не столь значительны ее относительные изменения . Общим для рассмотренных затмений является факт , что модуль скорости изменения элек тронной концентрации в среднем одинаков и соста вил ∼ 30 электронов /( см ³ с ).

Таким образом , полученные результаты верти кального радиозондирования ионосферы подтвер ждают , что во время солнечного затмения происхо дит резкое уменьшение электронного содержания во всех слоях ионосферы . Количественные характери стики уменьшения электронной концентрации опре деляются не только фазой и длительностью затмения , но и временем наступления его максимальной фазы .