Расчет нейтральных меридиональных ветров в средних широтах с помощью Иркутского радара НР

Расчет нейтральных меридиональных ветров в средних широтах с помощью Иркутского радара НР

Автор: Щербаков А.А., Медведев А.В., Кушнарев Д.С., Толстиков М.В., Алсаткин С.С.

Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika

Статья в выпуске: 3 т.1, 2015 года.

Бесплатный доступ

Последовательно представлена методика расчета скоростей меридиональных нейтральных ветров по данным Иркутского радара некогерентного рассеяния (ИРНР). В силу конструктивных особенностей ИРНР применение успешно работающих на других радарах НР методик определения параметров ионосферы, в частности дрейфа плазмы, приводило к значительной дисперсии определяемых параметров. Для расчета скорости дрейфа плазмы с учетом таких особенностей ИРНР была разработана специальная методика на основе анализа фазы автокорреляционной функции сигнала НР. Подобная методика нуждается в экспериментальной проверке, для чего был проведен эксперимент по определению скорости низкоорбитальных спутников. Однако применение предложенных рядом авторов методик для расчетов нейтральных меридиональных ветров [Evans, 1970] с использованием полученных нами ранее скоростей дрейфа приводило к большим разногласиям с эмпирическими моделями ветров HWM93 и HWM07. К тому же одновременные измерения на двух частотах на ИРНР показали, что объяснить подобные расхождения без учета поперечных полю движений оказывается затруднительным. Возможный недоучет влияния движений, создаваемых электрическими полями, может вносить серьезную ошибку в определяемые скорости ветра. В работе рассмотрено усовершенствование методики расчета ветров и показано, что полученные с ее помощью результаты лучше согласуются с эмпирическими моделями ветров.

Еще

Динамика ионосферы, нейтральный ветер, термосферный ветер, некогерентное рассеяние

Короткий адрес: https://sciup.org/142103571

IDR: 142103571   |   DOI: 10.12737/10962

Список литературы Расчет нейтральных меридиональных ветров в средних широтах с помощью Иркутского радара НР

  • Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988. 528 с.
  • Казимировский Э.С., Кокоуров В.Д. Движения в ионосфере. Новосибирск, Наука, 1979. 344 с.
  • Кринберг И.А., Тащилин А.В. Крупномасштабная модель верхней ионосферы//Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1979. Вып. 45. С. 122-127.
  • Романова Е.Б., Жеребцов Г.А., Ратовский К.Г. и др. Сравнение отклика F2-области ионосферы на геомагнитные бури на средних и низких широтах//Солнечно-земная физика. 2013. Вып. 22. С. 27-30.
  • Aponte N., Nicolls M.J., Gonza´lez S.A., et al. Instantaneous electric field measurements and derived neutral winds at Arecibo//Geophys. Res. Let. 2005. V. 32. Р. L12107 DOI: 10.1029/2005GL022609
  • Beynon W.J.G., Williams P.J.S. 1978, Report Prog. Physics. V. 41, 909 p.
  • Butler T.W., Semeter J., Heinselman C.J., Nicolls M.J. Imaging F region drifts using monostatic phased array incoherent scatter radar//Radio Sci. 2010. V. 45, N 5, rS5013.
  • Dougherty J.P., Farley D.T. A theory of incoherent scattering of radio waves by a plasma//Proc. Roy. Soc. 1960, A259, pp. 79-99.
  • Evans. J.V. Observation of F region vertical velocities at Millstone Hill. Evidence for drifts due to expansion, contraction and winds//Radio Sci. June 1971. V. 6, N 6. P. 609-626.
  • Farley D.T. A theory of incoherent scattering of radio waves by a plasma//J. Geophys. Res. 1966. V. 71, N 17. P. 4091-4098.
  • Griffin E.M., Aruliah A., Muller-Wodarg I.C.F., Aylward A. Meridional winds. I. Optical and radar experimental comparisons//Ann. Geophys. 2004a. V. 22. P. 849-862.
  • Griffin E.M., Aruliah A., Muller-Wodarg I.C.F., Aylward A. Comparison of high-latitude thermospheric meridional winds. II. Combined FPI, radar and model. Climatologies//Ann. Geophys. 2004b. V. 22. P. 863-876.
  • Grydeland T., Lind F.D., Erickson P.J., Holt J.M. Software radar signal processing//Ann. Geophys. 2005. V. 23. P. 109-121.
  • Hedin A.E. MSIS-86 thermospheric model//J. Geophys. Res. 1987. V. 92. P. 4649-4662.
  • Jiuhou Lei, Libo Liu, Xiaoli Luan, Weixing Wan. Model study on neutral winds in the ionospheric F2 region and comparison with the equivalent winds derived from the Wuhan ionosonde data//Terr. Atm. Oceanic Sci. 2003. V. 14, N 1. P. 1-12.
  • Kelley M.C. The Earth's Ionosphere: Plasma Physics & Electrodynamics. 2nd Ed. Academic Press, 2009. 575 p. Intern. Geophys. Ser. 2009. V. 96.
  • Nicolls M.J., Cosgrove R., Bahcivan H. Estimating the vector electric field using monostatic, multibeam incoherent scatter radar measurements//Radio Sci. November 2014. P. 1124-1139.
  • Potekhin A.P., Medvedev A.V., Zavorin A.V., et al. Development of diagnostic capabilities of the Irkutsk Incoherent Scattering Radar//Cosmic Res. 2008. V. 46, N 4. P. 347-353.
  • Richards P.G., Nicolls M.J., Heinselman C.J., et al. Measured and modeled ionospheric densities, temperatures, and winds during the international polar year//J. Geophys. Res. 2009. V. 114, A12317 DOI: 10.1029/2009JA014625
  • Salah J.E., Holt J.M. Midlatitude thermospheric winds from incoherent scatter radar and theory//Radio Sci. 1974. V. 9, no. 2. P. 301-313 DOI: 10.1029/RS009i002p00301
  • Semeter J., Butler T., Heinselman C., et al. Volumetric imaging of the auroral ionosphere: Initial results from PFISR//J. Atmos. Sol. Terr. Phys. 2008. V. 71. P. 738-743.
  • Semeter J., Butler T.W., Zettergren M., et al. Composite imaging of auroral forms and convective flows during a substorm cycle//J. Geophys. Res. 2010. V. 115. DOI: 10.1029/2009JA014931.
  • Shchepkin L.A., Kuznetsova G.M., Kushnarenko G.P., Ratovsky K.G. Calculations of the ionization drift velocity by the Titheridge method, based on the data obtained at the Irkutsk digisonde//Geomagnetism and Aeronomy. 2009. V. 49, N 8. Special Iss. 2. P. 1308-1310.
  • Shcherbakov A.A., Medvedev A.V., Kushnarev D.S. Correlation method for determining the ionospheric plasma drift velocity at the Irkutsk Incoherent Scatter Radar//Geomagnetism and Aeronomy. 2009. V. 49, N 7. P. 1028-1033.
  • Shun-Rong Zhanga, Shoichiro Fukaoa Oliverc W.L., Yuichi Otsukaa. The height of the maximum ionospheric electron density over the MU radar//J. Atm. Solar-Terr. Phys. 1999. V. 61. P. 1367-1383.
  • Schunk R.W., Nagy A.F. Ionospheres: Physics, Plasma Physics, and Chemistry. 2nd Ed. Cambridge Atmospheric and Space Science Series, 2009.
  • Tashchilin A.V., Romanova E.B. Numerical modeling the high-latitude ionosphere//Proc. COSPAR. Colloquia Series. 2002. V. 14. P. 315-325.
  • Titheridge J.A. Mean meridional wind in the ionosphere at 70° N//Planet Space Sci. 1991. V. 39, N 5. P. 657-669.
  • Tobiska W.K. Revised solar extreme ultraviolet flux model//J. Atmos. Terr. Phys. 1991. V. 53. P. 1005-1018.
  • Vickrey J.F., Wesley E.S., Farley D.T. Incoherent scatter measurements of ion counterstreaming//Geophys. Res. Let. 1976. V. 3, N 4. P. 217-220 DOI: 10.1029/GL003i004p00217
  • Vila P., Rees D., Merrien P., Kone E. Fabry-Pérot interferometer measurements of neutral winds and F2 layer variations at the magnetic equator//Ann. Geophys. 1998. V. 16. P. 731-737.
  • Witasse O., Lilensten J., Lathuillere C., Pibaret B. Meridional thermospheric neutral wind at high latitude over a full solar cycle//Ann. Geophys. 1998. V. 16. P. 1400-1409.
  • Yemelyanov L.Ya., Dzyubanov D.A. The peculiarities of mid-latitude ionosphere plasma drift velocity determination//Telecommunications Radio Engineering. 2007. V. 66, N 14. P. 1313-1327.
  • Yizengaw E. Global longitudinal dependence observation of the neutral wind and ionospheric density distribution//Intern. J. Geophys. V. 2012 DOI: 10.1155/2012/342581
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp