Статьи журнала - Солнечно-земная физика
Все статьи: 599
Интерпретация ионограмм наклонного зондирования в приближении сферически-слоистой ионосферы
Статья научная
Ионограммы наклонного зондирования показывают, что трек ионограммы может иметь форму носа с характерной многолучевостью, где максимум соответствует максимальной применимой частоте. Однако ионограммы, полученные при зондировании на коротких трассах, имеют классический вид и внешне не отличаются от ионограмм вертикального зондирования. На основе геометрооптического (лучевого) подхода в изотропном приближении исследовано изменение структуры ионограммы при варьировании дальности зондирования вдоль Земли. Показано, что многолучевость в слоистой среде может иметь место при любой дальности распространения, отличной от нуля, однако на коротких трассах разрешить многолучевость в эксперименте не представляется возможным. Рассмотрены также возможности применения приближения сферически-слоистой ионосферы при зондировании на длинных радиотрассах (порядка тысяч километров). Проведено сравнение дальностно-частотных характеристик (ДЧХ), синтезированных в случае горизонтально-неоднородной ионосферы, заданной вдоль трассы моделью IRI-2012, а также в случае сферически-слоистой ионосферы, для которой высотный профиль не зависит от горизонтальной координаты и соответствует профилю IRI-2012 в средней точке трассы. Выявлено, что, несмотря на значительные изменения электронной концентрации вдоль трассы, ДЧХ в указанных двух случаях совпадают с точностью до долей процента таким образом, что вид ионограммы практически полностью определяется окрестностью средней точки радиотрассы.
Бесплатно
Статья научная
Проанализировано воздействие -200-летних солнечных периоличностей (deVries cycle) на климатические параметры для различных регионов земного шара. Экспериментально подтвержден нелинейный характер отклика системы атмосфера-океан на солнечное воздействие. На земной поверхности имеются регионы, где такой отклик имеет четкий характер как положительного, так и отрицательного знака, и пограничные регионы, где он может отсутствовать или иметь неустойчивый характер. Местоположение пограничных районов может изменяться как во времени, так и в пространстве, отражая глобальную перестройку климатических процессов. Работа выполнена при поддержке Президиума РАН (Программа «Изменение окружающей среды и климата»), Президиума Санкт-Петербургского научного центра РАН, Европейской комиссии (Проект «КАМБИФОРУС») и РФФИ (проекты 06-04-48792а, 06-02-16268а, 06-04-64200а).
Бесплатно
Статья научная
Предложен метод анализа данных Иркутского радара некогерентного рассеяния, позволяющий выполнять интерферометрические наблюдения характеристик дискретных космических радиоисточников. Проведен анализ ионосферных мерцаний радиоисточника Лебедь-А. Наблюдения выполнялись в 2013 г. во время штатных сеансов работы радара на протяжении 5-15 сут в различные сезоны, эффективное время наблюдений составляло 15-30 мин/сут. Для интерферометрического анализа мерцаний использовались свойства коэффициента взаимной корреляции (когерентности) двух независимых регистрирующих каналов радара. Статистический анализ данных этих каналов позволяет строить двумерные гистограммы распределения яркости радиоисточника с периодом 18 с и для каждой гистограммы определять параметры (положение максимума и ширину гистограммы), отражающие положение и угловой размер радио-источника. Показано, что изменение этих статистических характеристик не коррелирует с изменениями мощности (мерцаниями) радиоисточника, возникающими вследствие прохождения радиосигнала через ионосферные неоднородности.
Бесплатно
Инфразвуковое излучение Челябинского метеороида
Статья научная
В работе приводятся сведения о падении метеороида в районе Челябинска 15 февраля 2013 г. Описаны подобные инфразвуковые эффекты, зарегистрированные ранее, и методы их интерпретации. Даются характеристики инфразвуковой установки ИСЗФ СО РАН, на которой зарегистрирован эффект взрыва метеороида в атмосфере. Приводится характерный вид когерентного инфразвукового сигнала, обсуждаются его параметры.
Бесплатно
Статья научная
Данные наклонного зондирования на трассах Магадан-Иркутск, Норильск-Иркутск и вертикального зондирования на станциях, расположенных в Северо-Восточном регионе России, использованы для анализа ионосферных возмущений в сентябре 2005 г. и во время геоактивного периода в декабре 2006 г. Получено, что во время главной фазы магнитных бурь регистрируются волновые возмущения с периодом 2-4 ч. Эти возмущения вызывают вариации высоты максимума слоя до 40-100 км и вариации критической частоты до 1.5-2 МГц, которые в значительной мере изменяют величины максимальных наблюдаемых частот (МНЧ) ионосферного радиоканала на исследуемых трассах. Подобные волновые возмущения могут быть обусловлены генерацией АГВ в авроральной зоне и их распространением к экваториальным широтам. Работа была выполнена в рамках проекта 4.9 Программы РАН № 16, часть 3 и интеграционного проекта СО РАН № 3-24.
Бесплатно
Статья научная
По данным ионозондов, расположенных в Восточной Азии, и картам полного электронного содержания проведен сравнительный анализ ионосферных возмущений, сопровождавших сильные геомагнитные бури 14-16 декабря 2006 г. и 19-22 декабря 2015 г. Бури имели близкие интенсивности ( Dst min=-162 и -155 нТл), но разные продолжительности главных фаз (2.5 и 19 ч). В начале обеих бурь исследуемая нами область находилась в окрестности полуночного меридиана. Отклики ионосферы на магнитные бури различались: 1) ростом критической частоты F2-слоя ионосферы на субавроральных широтах, вызванным активизацией авроральных высыпаний, в начальную фазу первой бури и отсутствием этого эффекта во время второй бури; 2) резким спадом критической частоты в вечерние часы главной фазы второй бури, связанным со смещением главного ионосферного провала на меньшие широты, и отсутствием этого эффекта во время первой бури; 3) кратковременным положительным возмущением, наблюдавшимся в субавроральных широтах только в раннюю восстановительную фазу первой бури после отрицательного ионосферного возмущения. В течение обеих бурь в средних широтах наблюдались положительные возмущения и волнообразные флуктуации критической частоты, усиливавшиеся в окрестности утреннего меридиана. Показано, что главными причинами различий между двумя ионосферными бурями являются различия между начальными состояниями магнитосферно-ионосферной системы и продолжительностями главных фаз магнитных бурь.
Бесплатно
Ионосферные эффекты в первые два часа после падения метеорита «Челябинск»
Статья научная
Проведен анализ ионосферных эффектов в ближней зоне взрыва метеорита «Челябинск» (03:20 UT 15.02.2013 г.) по данным радара EKB ИСЗФ СО РАН и ионозонда «Парус» ИГФ УрО РАН. Оба инструмента расположены приблизительно в 200 км к северу от предполагаемого места взрыва на территории обс. «Арти» ИГФ УрО РАН. Согласно полученным данным, возмущение, вызванное в ионосфере пролетом, взрывом и падением метеорита, обладало высокой динамикой и амплитудой. Тем не менее, оно, по-видимому, не привело к изменению средних параметров ионосферы в зоне над центром возмущения в первые два часа. Существенные эффекты, однако, наблюдались на расстояниях более 100-200 км от места взрыва и далее, до 1500 км.
Бесплатно
Статья научная
На основе данных навигационных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС рассмотрены отклики среднеширотной ионосферы на экстремальные солнечные вспышки, произошедшие в максимуме 23-го (28 октября 2003 г.) и минимуме 24-го (6 сентября 2017 г.) циклов солнечной активности в одно время года и при близких зенитных углах Солнца. Для выделения отклика использовалась скорость изменения полного электронного содержания, которая практически не зависит от характеристик аппаратуры и определяется только параметрами среды распространения, в данном случае ионосферы. Показано, что форма отклика ионосферы практически не зависит от общей длительности вспышки. В обоих случаях длительность основного отклика по уровню 0.5 составляет примерно 1.5-2 мин, при этом общая длительность отклика составляет около 10 мин и почти не зависит от мощности солнечной вспышки.
Бесплатно
Ионосферные эффекты солнечных затмений 29 марта 2006 и 19 марта 2007 г
Статья научная
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 Е, Fl, F2. Относительно невозмущенных условий уменьшение концентрации составляет ~ 40 ÷ 60 %.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложен алгоритм восстановления высотных профилей электронной концентрации в нижней ионосфере, содержащей максимум в слое Е (или без него), по высотно-частотным характеристикам при вертикальном зондировании.
Бесплатно
Использование технологии графов для ионосферных исследований
Статья научная
Одна из актуальных проблем физики ионосферы - взаимосвязь различных регионов ионосферы. В работе изучены межрегиональные связи изменений ионосферной динамики путем применения технологии графов. В качестве информации об ионосфере использованы данные глобальных ионосферных карт (GIM) полного электронного содержания (ПЭС) лаборатории CODE за 2005-2010 гг. Распределение значений максимумов функций корреляции изменения ПЭС в ионосфере имеет сложный характер и позволяет выделить два уровня взаимосвязи между регионами: сильная связь ( r >0.9) и слабая связь ( r >0.72). В Северном полушарии ионосфера характеризуется сильной связью между узлами Арктического региона выше 50° геомагнитной широты. В Южном полушарии подобная область сильной связи гораздо больше. Слабая связь характерна для всего Южного полушария. На юге Северной Америки имеется область, в которой динамика ПЭС коррелирует в различных узлах, при этом практически не коррелируя с динамикой остальной ионосферы.
Бесплатно
Статья научная
Решена задача о структуре поверхностной волны, которая генерируется сдвиговым течением на магнитопаузе и частично поглощается в области альфвеновского резонанса. Определена пространственная структура волны при наличии альфвеновского резонанса вблизи переходного слоя магнитопаузы. Получены аналитические выражения, описывающие частоту и инкремент поверхностной волны, а также ее пространственную структуру в одномерно-неоднородных моделях среды. Обсуждена возможность нагрева плазмы переходного слоя магнитопаузы посредством альфвеновского резонанса.
Бесплатно
Исследование дрейфа метеорного следа по данным базисных наблюдений
Статья научная
В работе представлены результаты анализа дрейфа долгоживущего метеорного следа редкой квазисимметричной эллипсоидально-кольцевой формы, зафиксированного 18.11.2017 с помощью двух оптических камер полного обзора неба, разнесенных на расстояние 150 км. Анализ выполнен на основе результатов астрометрической обработки кадров с привлечением методов базисных измерений. Определены пространственно-кинематические характеристики метеорного следа, выявлены особенности его эволюции. Значения высот загорания и погасания собственно метеора находились в диапазоне 75-120 км, оценка блеска метеора дает значение абсолютной звездной величины около -7.3m. Показано, что распространение всех участков долгоживущего метеорного следа происходит в одной плоскости на высоте около 90 км со скоростью около 320 м/с и, по всей видимости, не может быть следствием перемещения воздушных масс. Полное время наблюдения метеорного следа составило более 30 мин. Предложены возможные объяснения полученных результатов в контексте процессов, имеющих место в верхней атмосфере.
Бесплатно
Исследование инструментальной поляризации большого солнечного вакуумного телескопа
Статья научная
Работа посвящена определению поляризационной матрицы Мюллера Большого солнечного вакуумного телескопа (БСВТ). Использование разработанных крупногабаритных мозаичных анализаторов поляризации и четвертьволновой пластинки диаметром 760 мм позволяет определить полную поляризационную матрицу для всей апертуры телескопа, включая элементы последнего столбца, необходимые для учета влияния телескопа на параметр круговой поляризации V. Приведены поляризационные матрицы для всего объектива телескопа и его центральной части. Полную матрицу телескопа следует считать полученной в первом приближении, и для ее использования в рабочих наблюдениях необходимо провести уточняющий эксперимент.
Бесплатно
Исследование корональных выбросов массы методом двухпозиционного радиозондирования
Статья научная
Впервые реализовано двухпозиционное радиозондирование солнечного ветра с использованием космических аппаратов «Galileo» и «Cassini». В период с 12 по 24 мая 2000 г. эти аппараты двигались за Солнцем с востока на запад, и их сигналы зондировали области, разнесенные в радиальных направлениях на несколько миллионов километров. Обнаружена устойчивая корреляция между флуктуационными эффектами, регистрируемыми при прохождении через разнесенные в пространстве трассы радиозондирования возмущенных плазменных структур типа корональных выбросов массы (КВМ). Обнаружена также корреляция между радиоэффектами и данными о плотности солнечного ветра вблизи орбиты Земли. Показано, что метод двухпозиционного радиозондирования с привлечением данных об излучении Солнца в рентгеновском и оптическом диапазонах и результатов локальных измерений плазмы позволяет получать информацию о структуре и скорости движения КВМ при их движении от фотосферы до орбиты Земли. Для наиболее мощного события, зарегистрированного 13 мая 2000 г., скорость КВМ на гелиоцентрических расстояниях около 15Rs (Ro - радиус Солнца) достигала значения 1200 км/с. В интервале расстояний (15+25)R0 величина скорости составила около 1300 км/с. На дистанциях, больших 25Ro, происходило торможение возмущения с уменьшением скорости от 1300 до 450 км/с вблизи орбиты Земли.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе проведено исследование мелкомасштабной структуры поляризационного джета в субавроральной области во время геомагнитной бури 20 апреля 2018 г. Представлены результаты измерений параметров плазмы внутри поляризационного джета с максимальной частотой опроса 1 кГц с помощью зондов Ленгмюра, установленных на микроспутнике NorSat-1. В результате исследования установлено наличие неоднородностей температуры и концентрации электронов внутри поляризационного джета с пространственными размерами десятки - сотни метров. Подтверждены известные ранее особенности развития поляризационного джета, а также обнаружено, что в рассмотренном случае с развитием геомагнитной активности распределение температуры электронов внутри джета разделяется на два ярко выраженных пика.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется совокупное модулирующее воздействие геометрии нейтральной поверхности межпланетного магнитного поля и солнечной активности на распространение галактических космических лучей в гелиосфере. При помощи метода главных компонент произведена оценка роли каждого фактора в модуляции космических лучей. Применение метода к экспериментальным данным по уровню солнечной активности, углу раствора нейтральной поверхности и интенсивности космических лучей за длительный период времени с 1980 по 2018 г. позволило выявить временную динамику роли каждого фактора в модуляции. Показано, что характер модуляции сильно зависит от полярности общего магнитного поля Солнца. Результаты исследования подтверждают существующие теоретические представления о гелиосферной модуляции, а также отражают ее особенности почти за четыре полных цикла солнечной активности.
Бесплатно
Исследование особенностей возвратно-наклонного зондирования ионосферы на базе ЛЧМ-ионозонда
Статья научная
В работе приводятся результаты исследований возвратно-наклонного зондирования ионосферы (ВНЗ) на базе многофункционального ЛЧМ-ионозонда, разработанного в ИСЗФ СО РАН. Анализировались экспериментальные данные ВНЗ, полученные в различные сезоны за период 2005-2009 гг. Накопленный массив данных позволяет исследовать особенности распространения сигналов ВНЗ в различных гелиогеофизических условиях. Для анализа и интерпретации сигналов ВНЗ на ионограммах привлекались результаты моделирования характеристик ЛЧМ-сигналов при возвратно-наклонном зондировании ионосферы в рамках волноводного подхода. Были выявлены наиболее характерные типы ионограмм и установлены условия появления того или иного типа в зависимости от времени суток, сезона, направления зондирования, состояния среды. Зимой, весной и осенью преобладают типы ионограмм с сигналами ВНЗ, соответствующими моде распространения посредством отражения от F-слоя ионосферы. В летние периоды регистрируются сигналы, отраженные слоями E или Es. При этом частоты принимаемых сигналов достаточно велики и возможны случаи, когда отражения от слоя F отсутствуют.
Бесплатно
Исследование отклика ионосферы на внезапные стратосферные потепления в Азиатском регионе России
Статья научная
Выполнено исследование отклика ионосферы на внезапные стратосферные потепления (ВСП) в Азиатском регионе России. Рассмотрено два события ВСП, наблюдавшихся зимой 2008-2009 и 2012-2013 гг. в условиях глубокого солнечного минимума и умеренного солнечного максимума соответственно. Для выявления эффектов в ионосфере, связанных с ВСП, проведен совместный анализ данных глобальных карт полного электронного содержания (ПЭС), данных измерений вертикальных профилей температуры, полученных с помощью зонда MLS (Microwave Limb Sounder, EOS Aura), а также данных метеоархивов NCEP/NCAR и UKMO Reanalysis. Впервые показано, что в течение сильных ВСП в ионосфере средних широт регистрируется уменьшение суточной амплитуды ПЭС до двух раз относительно спокойных дней. Наблюдается также рост интенсивности отклонений ПЭС от фонового уровня. Установлено, что в максимальной фазе потеплений наблюдается уменьшение значений полуденного максимума и рост ночных/утренних величин ПЭС относительно спокойных дней. Показано, что в различных геофизических условиях динамика ПЭС в периоды ВСП аналогична.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследуются возможности нового метода оценки точности модельного представления пространственно-временного распределения магнитного поля в магнитосфере на основе экспериментальных данных мировой сети станций регистрации космических лучей (КЛ). Получено, что данные о КЛ можно с успехом использовать для оценки динамических характеристик модельного представления магнитного поля.
Бесплатно
