Особенности генерации и распространения сверхнизкочастотных волн, возбуждаемых в ионосфере Земли, при воздействии мощного КВ-радиоизлучения
Автор: Белов А.С.
Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статья в выпуске: 4 т.24, 2021 года.
Бесплатный доступ
Приведены результаты экспериментальных исследований характеристик сверхнизкочастотных излучений, возбуждаемых во внешней ионосфере при нагреве ионосферной плазмы излучением высокоширотного нагревного стенда EISCAT-heating. Эксперименты были выполнены в период 2006-2010 гг. с использованием двух основных схем генерации, включающих воздействие с помощью промодулированного по мощности излучения нагревного стенда и двух немодулированных волн накачки с расстройкой по частоте. In-situ измерения характеристик плазменно-волновых возмущений проведены на высотах внешней ионосферы Земли с помощью бортовой аппаратуры микроспутника DEMETER. В работе определены основные пространственные, амплитудные и спектральные характеристики генерируемых низкочастотных излучений. Показано, что характерный размер области регистрации сверхнизкочастотных излучений составляет порядка 400-600 км вдоль траектории движения микроспутника DEMETER. Пространственное положение области регистрации определяется как используемой схемой генерации, так и распределением фоновой концентрации плазмы. Амплитуда напряженности электрического поля сверхнизкочастотных излучений на высотах внешней ионосферы Земли составляет 50-330 мкВ/м.
Низкочастотные излучения, in-situ измерения, нагрев ионосферы
Короткий адрес: https://sciup.org/140290774
IDR: 140290774 | УДК: 533.951 | DOI: 10.18469/1810-3189.2021.24.4.53-62
Features of generation and propagation of the extremely low frequency waves excited in the ionosphere under the powerful HF radioemission influence
The experimental results of the extremely low frequency emission characteristics excited in the outer ionosphere under the ionospheric plasma heating by high-latitude EISCAT facility are presented. The experiments have been conducted in the period of 2006-2010 yr. using two main schemes of extremely low frequency generation including the impact of the heating facility amplitude modulated emission and two unmodulated pump waves with the frequency detuning. In-situ measurements of the plasma wave disturbances were performed at the outer ionosphere heights using on-board equipment of DEMETER microsatellite. In work the spatial, amplitude and spectral characteristics of the generated extremely low frequency emissions are determined. It is shown that the characteristic size of the extremely low frequency emission is about 400-600 km along the trajectory of the DEMETER microsatellite. The registration area spatial position is determined by both the applied generation scheme and the background plasma density distribution. The extremely low frequency emission electric field strength at the Earth’s outer ionosphere heights is 50-330 μV/m.
Список литературы Особенности генерации и распространения сверхнизкочастотных волн, возбуждаемых в ионосфере Земли, при воздействии мощного КВ-радиоизлучения
- Radiation effects on satellites during extreme space weather events / A.D.P. Hands [et al.] // Space Weather. 2018. Vol. 16, no. 9. P. 1216–1226. DOI: https://doi.org/10.1029/2018SW001913
- Baker D.N. The occurrence of operational anomalies in spacecraft and their relationship to Space Weather // IEEE Trans. Plasma Sci. 2000. Vol. 28, no. 6. P. 2007–2016. DOI: https://doi.org/10.1109/27.902228
- Helliwell R.A. Whistlers and Related Ionospheric Phenomena. Stanford: Stanford Univ. Press, 1965. 368 p.
- Helliwell R.A. VLF wave stimulation experiments in the magnetosphere from Siple Station, Antarctica // Rev. Geophys. 1988. Vol. 26, no. 3. P. 551–578. DOI: https://doi.org/10.1029/RG026i003p00551
- Controlled precipitation of radiation belt electrons / U.S. Inan [et al.] // J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108, no. A5. P. 1186-1–6. DOI: https://doi.org/10.1029/2002JA009580
- Обнаружение комбинационных частот при взаимодействии мощного коротковолнового излучения с ионосферной плазмой / Г.Г. Гетманцев [и др.] // Письма в ЖЭТФ. 1974. Т. 20, № 4. С. 229–232.
- The characteristics of ionospheric heating‐produced ELF/VLF waves over 32 hours / M.T. Rietveld [et al.] // J. Geophys. Res. 1987. Vol. 92, no. A8. P. 8707–8722. DOI: https://doi.org/10.1029/JA092iA08p08707
- Jin G., Spasojevic M., Inan U.S. Relationship between electrojet current strength and ELF signal intensity in modulated heating experiments // J. Geophys. Res. 2009. Vol. 114, no. A8. P. A08301-1–9. DOI: https://doi.org/10.1029/2009JA014122
- Излучение искусственных сверхсветовых неоднородностей нижней ионосферы / Л.Ф. Мироненко [и др.] // Изв. вузов. Радиофизика. 1998. Т. 41, № 3. С. 298–309. URL: https://radiophysics.unn.ru/issues/1998/3/298
- ELF/VLF wave generation from the beating of two HF ionospheric heating sources / M.B. Cohen [et al.] // J. Geophys. Res. 2012. Vol. 117, no. A12. P. A12310-1–8. DOI: https://doi.org/10.1029/2012JA018140
- Introduction to ionospheric heating at Tromsø – I. Experimental overview / M.T. Rietveld [et al.] // J. Atmos. Terr. Phys. 1993. Vol. 55, no. 4–5. P. 577–599. DOI: https://doi.org/10.1016/0021-9169(93)90007-L
- ELF and VLF wave generation by modulated HF heating of the current carrying lower ionosphere / P. Stubbe [et al.] // J. Atmos. Terr. Phys. 1982. Vol. 44, no. 12. P. 1123–1131. DOI: https://doi.org/10.1016/0021-9169(82)90023-X
- The Demeter microsatellite and ground segment / T. Cussac [et al.] // Planet. Space Sci. 2006. Vol. 54, no. 5. P. 413–427. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pss.2005.10.013
- Bilitza D. International reference ionosphere 2000 // Radio Sci. 2001. Vol. 36, no. 2. P. 261–275. DOI: https://doi.org/10.1029/2000RS002432
- Piddyachiy D. Propagation of ELF waves generated by an HF ionospheric heater in the Earth’s plasma environment. Dis. D. Ph. Stanford Univ., 2012. 160 p.
- ELF/VLF wave generation from the beating of two HF ionospheric heating sources / M.B. Cohen [et al.] // J. Geophys. Res. 2012. Vol. 117, no. A12. P. A12310-1–8. DOI: https://doi.org/10.1029/2012JA018140
- DEMETER observations of an intense upgoing column of ELF/VLF radiation excited by the HAARP HF heater / D. Piddyachiy [et al.] // J. Geophys. Res. 2008. Vol. 113, no. A10. P. A10308-1–8. DOI: https://doi.org/10.1029/2008JA013208
