Экспериментальное определение эффективных коэффициентов рекомбинации в D-области ионосферы высоких широт во время солнечных затмений по данным метода частичных отражений

Автор: Черняков Сергей Михайлович

Журнал: Вестник Мурманского государственного технического университета @vestnik-mstu

Статья в выпуске: 1-2 т.20, 2017 года.

Бесплатный доступ

Фотохимическая теория процессов в нижней ионосфере сложна и до конца не разработана, поэтому введение эмпирических эффективных коэффициентов, определяющих суммарную скорость нескольких реакций, получило широкое распространение при моделировании D -области ионосферы. Экспериментальные возможности получения значений эффективного коэффициента рекомбинации достаточно ограничены. Один из методов, позволяющих определить эффективные коэффициенты рекомбинации, использует явление солнечного затмения. В основе этого метода лежит идея Э. Эплтона о подобии поведения линейной индуктивной цепи и изменения электронной концентрации в ионосфере на фиксированной высоте при отсутствии процессов переноса, изменении скорости образования электронов во времени и исчезновении свободных электронов за счет рекомбинации. По аналогии с постоянной времени электрической цепи Эплтон назвал реакцию ионосферы на процесс ионизации инерционностью ионосферы с характерной постоянной времени τ, которую называют также "временем релаксации" или просто "постоянной времени ионосферы". Во время солнечных затмений 11 августа 1999 г., 1 августа 2008 г., 11 июня 2011 г., 20 марта 2015 г. на установке частичных отражений, расположенной на радиофизическом полигоне "Туманный" (69.0 с. ш., 35.7 в. д.), проведены регистрации амплитуд отражения обыкновенной и необыкновенной волн. Исходя из полученных данных, рассчитано двумерное (время, высота) распределение электронной концентрация ne на высотах D -области ионосферы. Это позволило определить поведение электронной концентрации во времени на выбранных высотах (временные профили электронной концентрации на выбранных высотах). На основе полученных экспериментальных профилей рассчитаны эффективные коэффициенты рекомбинации на высотах D- области ионосферы. Процессы переноса плазмы (например, распространение акустико-гравитационных волн, вертикальные движения) во время затмений повлияли на поведение временных профилей электронной концентрации на высотах D -области ионосферы. Это привело к тому, что на некоторых высотах D -области ионосферы определение эффективного коэффициента рекомбинации стало невозможным.

Еще

Нижняя ионосфера, солнечное затмение, эффективный коэффициент рекомбинации

Короткий адрес: https://sciup.org/14294986

IDR: 14294986 | DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-1/2-219-230

Список литературы Экспериментальное определение эффективных коэффициентов рекомбинации в D-области ионосферы высоких широт во время солнечных затмений по данным метода частичных отражений

Данилов А. Д. Популярная аэрономия. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 230 с.
Osepian A. P., Kirkwood S., Dalin P., Tereshchenko V. D-region electron density and effective recombination coefficients during twilight -experimental data and modelling during solar proton events//Ann. Geophys. 2009. V. 27. P. 3713-3724.
Данилов А. Д., Иванов-Холодный Г. С. Исследование ионно-молекулярных реакций и диссоциативной рекомбинации в верхней атмосфере и в лаборатории//Успехи физических наук. 1965. Т. 85, вып. 2. С. 259-296.
Ратклиф Дж. А., Уикс К. Ионосфера//Физика верхней атмосферы/под ред. Дж. А. Ратклифа. М.: Физматгиз, 1963. С. 339-418.
Appleton E. V. A note on the "sluggishness" of the ionosphere//J. Atmos. Terr. Phys. 1953. V. 3, N 5. P. 282-284.
Альперт Я. Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. М.: Наука, 1972. 564 с.
Иванов В. А., Иванов Д. В., Рябова Н. В., Рябова М. И. Исследование особенностей распространения высокочастотных сигналов на наклонных и NVIS радиолиниях в периоды солнечных затмений//Вестник ННГУ. Радиофизика. 2012. № 2 (1). С. 59-65.
Астрономический ежегодник на 2015 год. СПб.: ИПА РАН, 2014. 683 с.
Gardner F. F., Pawsey J. L. Study of the ionospheric D-region using partial reflections//J. Atmos. Terr. Phys. 1953. V. 3, N 6. Р. 321-344.
Belrose J. S., Burke M. J. Study of the lower ionosphere using partial reflection. I. Experimental technique and methods of analysis//J. Geophys. Res. 1964. V. 69, N 13. Р. 2799-2818.
Coyne T. N. R., Belrose J. S. The diurnal and seasonal variation of electron densities in the midlatitude D-region under quiet condition//Radio Sci. 1972. V. 7, N 1. Р. 163-174.
Рапопорт З. Ц. Исследования области D ионосферы методом частичных отражений//Итоги науки и техники. Сер. Геомагнетизм и высокие слои атмосферы. М.: ВИНИТИ, 1972. Т. 1. С. 172-189.
Беликович В. В., Вяхирев В. Д., Калинина Е. Е. Исследование ионосферы методом частичных отражений//Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т. 44, № 2. С. 189-194.
Терещенко В. Д., Васильев Е. Б., Овчинников Н. А., Попов А. А. Средневолновый радиолокатор Полярного геофизического института для исследования нижней ионосферы//Техника и методика геофизического эксперимента. Апатиты: КНЦ РАН, 2003. С. 37-46.
Chimonas G., Hines C. O. Atmospheric gravity waves induced by a solar eclipse//J. Geophys. Res. 1970. V. 75, N 4. P. 875.
Arendt P. R. Ionosphere-gravity wave interactions during the March 7, 1970, solar eclipse//J. Geophys. Res. 1971. V. 76, N 19. P. 4695-4697.
Hanuise C., Broche P., Ogubazghi G. HF Doppler observations of gravity waves during the 16 February 1980 solar eclipse//J. Atmos. Terr. Phys. 1982. V. 44, N 11. P. 609-616.
Šauli P. S., Roux G., Abry P., Boška L. Acoustic-gravity waves during solar eclipses: detection, characterization and modeling using wavelet transforms//J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2007. V. 69, N 17-18. P. 2465-2484.
Tereshchenko V. D., Vasiljev E. B., Yakimov M. V., Tereshchenko V. A., Ogloblina O. F. The radar observations of the lower polar ionosphere during the solar eclipse of 1999 August 11//Proc. of the 24th Annual Seminar on Physics Auroral Phenomena, Apatity, Russia, 27 February -2 March, 2001. Apatity: KSC RAS, PGI, 2001. P. 128-130.
Tereshchenko V. D., Vasiljev E. B., Tereshchenko V. A., Ogloblina O. F., Cherniakov S. M. About the polar lower ionosphere behavior during the solar eclipse on 1 August 2008//Proc. of the XXXII Annual Seminar on Physics of Auroral Phenomena, Apatity, Russia, 3-6 March, 2009. Apatity: KSC RAS, PGI, 2009. P. 185-188.
Tereshchenko V. D., Tereshchenko V. A., Cherniakov S. M., Ogloblina O. F. Experimental researches of wave disturbances in the polar lower ionosphere during the partial solar eclipse on 1 June 2011//Physics of Auroral Phenomena, Proc. of the XXXV Annual Seminar, 28 February -2 March, 2012, Apatity, Russia. Apatity: KSC RAS, PGI, 2012. P. 115-118.
Черняков С. М., Терещенко В. А., Оглоблина О. Ф., Васильев Е. Б., Гомонов А. Д. Полное солнечное затмение 20 марта 2015 г.: волновые эффекты в нижней ионосфере высоких широт//Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды: мат. IV Всерос. науч. конф. СПб.: ВКА им. А. Ф. Можайского, 2016. С. 671-676.

Еще

Статья научная