Возмущения ионосферы над Восточной Сибирью во время геомагнитных бурь 12-15 апреля 2016 г

Возмущения ионосферы над Восточной Сибирью во время геомагнитных бурь 12-15 апреля 2016 г

Автор: Рубцов А.В., Малецкий Б.М., Данильчук Е.И., Смотрова Е.Е., Шелков А.Д., Ясюкевич А.С.

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

Статья в выпуске: 1 т.6, 2020 года.

Бесплатный доступ

В работе на основе комплекса радиофизических и оптических инструментов выполнено исследование вариаций различных параметров ионосферы в периоды двух геомагнитных бурь 12-15 апреля 2016 г. Обе бури, для которых отсутствует внезапное начало, были вызваны высокоскоростными потоками частиц из корональной дыры. Несмотря на то, что интенсивность обеих бурь была невысокой ( Dst ≥ -55 и Dst ≥-59 нТл), выявлен отчетливый ионосферный отклик на данные возмущения. Во время главной фазы обеих бурь наблюдалось отрицательное возмущение электронной концентрации и критической частоты F2-слоя, причем для второй бури амплитуда отрицательного отклика была выше. Период отрицательного возмущения электронной концентрации сопровождался увеличением высоты максимума ионосферы, а также направленным вниз дрейфом плазмы в вечернее и ночное время, не характерным для спокойных условий. Во время бурь зарегистрированы резкие скачки индекса AATR (Along Arc TEC Rate) и выбросы шума полного электронного содержания в среднем в 2-2.5 раза, что свидетельствует об интенсификации мелкомасштабных ионосферных возмущений, вызванных неспокойной геомагнитной обстановкой и высокой суббуревой активностью.

Еще

Ионосфера, гнсс, радар некогерентного рассеяния, геомагнитные бури, ионосферные возмущения

Короткий адрес: https://sciup.org/142224291

IDR: 142224291   |   DOI: 10.12737/szf-61202007

Список литературы Возмущения ионосферы над Восточной Сибирью во время геомагнитных бурь 12-15 апреля 2016 г

  • Афраймович Э.Л., Яшкалиев Я.Ф., Аушев В.М. и др. Одновременные радиофизические и оптические измерения ионосферного отклика во время большой магнитной бури 6 апреля 2000 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 2002. Т. 42, № 3. C. 383-393.
  • Благовещенский Д.В. Влияние геомагнитных бурь/ суббурь на распространение КВ (обзор) // Геомагнетизм и аэрономия. 2013. Т. 53, №. 4. С. 435-450. 10.7868/ S0016794013040032. DOI: 10.7868/S0016794013040032
  • Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988. 528 с.
  • Данилов А.Д. Реакция области F на геомагнитные возмущения (обзор) // Гелиогеофизические исследования. 2013. Вып. 5. С. 1-33.
  • Демьянов В.В., Ясюкевич Ю.В. Механизмы воздействия нерегулярных геофизических факторов на функционирование спутниковых радионавигационных систем. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2014. 349 с.
  • Жеребцов Г.А., Заворин A.B., Медведев A.B. и др. Иркутский радар некогерентного рассеяния // Радиотехника и электроника. 2002. Т. 47, № 11. С. 1339-1345.
  • Золотухина Н.А., Куркин В.И., Полех Н.М. Ионосферные возмущения над Восточной Азией во время сильных декабрьских магнитных бурь 2006 и 2015 гг.: сходство и различие // Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4, № 3. С. 39-56.
  • DOI: 10.12737/szf-43201805
  • Котова Д.С., Клименко М.В., Клименко В.В., Захаров В.Е. Влияние геомагнитной бури 26-30 сентября 2011 г. на ионосферу и распространение КВ-радиоволн. II. Распространение радиоволн // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57, №. 3. С. 312-325.
  • DOI: 10.7868/S0016794017030105
  • Куркин В.И., Пирог О.М., Полех Н.М. Циклические и сезонные вариации ионосферных эффектов геомагнитных бурь // Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т. 44, № 5. С. 634-642.
  • Леонович Л.А., Михалев А.В., Леонович В.А. Проявление геомагнитных возмущений в свечении среднеширотной верхней атмосферы // Солнечно-земная физика. 2012. Вып. 20. С. 109-115.
  • Леонович Л.А., Михалев А.В., Тащилин А.В. и др. Отклик параметров среднеширотной верхней атмосферы на геомагнитную бурю 21 января 2005 г. по данным оптических, магнитных и радиофизических измерений // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26, № 1. С. 75-80.
  • Михалев А.В. Среднеширотные сияния в Восточной Сибири в 1991-2012 гг. // Солнечно-земная физика. 2013. Вып. 24. С. 78-83.
  • Ратовский К.Г., Клименко М.В., Клименко В.В. и др. Эффекты последействий геомагнитных бурь: статистический анализ и теоретическое объяснение // Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4, № 4. С. 32-42. 10.12737/ szf-44201804.
  • DOI: 10.12737/szf-44201804
  • Романова Е.Б., Жеребцов Г.А., Ратовский К.Г. и др. Cравнение отклика F2-области ионосферы на геомагнитные бури на средних и низких широтах // Солнечно-земная физика. 2013. Вып. 22. С. 27-30.
  • Ташлыков В.П., Медведев А.В., Васильев Р.В. Модель сигнала обратного рассеяния для Иркутского радара некогерентного рассеяния // Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4, № 2. С. 55-65.
  • DOI: 10.12737/szf-42201805
  • Тащилин А.В., Леонович Л.А. Моделирование ночных свечений красной и зеленой линий атомарного кислорода для умеренно возмущенных геомагнитных условий на средних широтах // Солнечно-земная физика. 2016. Т. 2, № 4. С. 76-84.
  • DOI: 10.12737/21491
  • Afraimovich E.L., Voeykov S.V., Perevalova N.P., Ratovsky K.G. Large-scale traveling ionospheric disturbances of auroral origin according to the data of the GPS network and ionosondes // Adv. Space Res. 2008. V. 42, iss. 7. P. 1213-1217.
  • DOI: 10.1016/j.asr.2007.11.023
  • Afraimovich E.L., Astafyeva E.I., Demyanov V.V., et al. A review of GPS/GLONASS studies of the ionospheric response to natural and anthropogenic processes and phenomena // J. Space Weather and Space Climate. 2013. V. 3. A27.
  • DOI: 10.1051/swsc/2013049
  • Alsatkin S.S., Medvedev A.V., Kushnarev D.S. Analyzing the characteristics of phase-shift keyed signals applied to the measurement of an electron concentration profile using the radiophysical model of the ionosphere // Geomagnetism and Aeronomy. 2009. V. 49, iss. 7. P. 1022-1027. 10.1134/ S0016793209070305.
  • DOI: 10.1134/S0016793209070305
  • Altandill D., Arrazola D., Blanch E. F-region vertical drift measurements at Ebro, Spain // Adv. Space Res. 2007. V. 39. P. 691-698.
  • DOI: 10.1016/j.asr.2006.11.023
  • Astafyeva E., Yasyukevich Y., Maksikov A., Zhivetiev I. Geomagnetic storms, super-storms, and their impacts on GPS-based navigation systems // Space Weather. 2014. V. 12, iss. 7. P. 508-525.
  • DOI: 10.1002/2014SW001072
  • Astafyeva E., Zakharenkova I., Förster M. Ionospheric response to the 2015 St. Patrick's Day storm: A global multi-instrumental overview // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2015. V. 120, iss. 10. P. 9023-9037.
  • DOI: 10.1002/2015JA021629
  • Astafyeva E., Zakharenkova I., Patrick A. Prompt penetration electric fields and the extreme topside ionospheric response to the June 22-23, 2015 geomagnetic storm as seen by the Swarm constellation // Earth, Planets and Space. 2016. V. 68, N 152.
  • DOI: 10.1186/s40623-016-0526-x
  • Astafyeva E., Zakharenkova I., Huba J.D., et al. Global ionospheric and thermospheric effects of the June 2015 geomagnetic disturbances: multi-instrumental observations and modeling // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2017. V. 122. Iss. 11. P. 11716-11742.
  • DOI: 10.1002/2017JA024174
  • Balan N., Yamamoto M., Liu J.Y., et al. New aspects of thermospheric and ionospheric storms revealed by CHAMP // J. Geophys. Res. 2011. V. 116, N A07305. 10.1029/ 2010JA016399.
  • DOI: 10.1029/2010JA016399
  • Buonsanto M.J. Ionospheric storms - a review // Space Sci. Rev. 1999. V. 88, iss. 3-4. P. 563-601. DOI: 10.1023/ A:1005107532631.
  • Burlaga I.P., Lepping B.P. The causes of recurrent geomagnetic storms // Planetary and Space Sci. 1977. V. 25, iss. 12. P. 1151-1160.
  • DOI: 10.1016/0032-0633(77)90090-3
  • Crowley G., Hackert C.L., Meier R.R., et al. Global thermosphere-ionosphere response to onset of 20 November 2003 storm // J. Geophys. Res. 2006. V. 111, N A10S18.
  • DOI: 10.1029/2005JA011518
  • Demyanov V.V., Yasyukevich Yu.V., Jin S., Sergeeva M.A. The second-order derivative of GPS carrier phase as a promising means for ionospheric scintillation research // Pure and Applied Geophys. July 2019. P. 1-19. 10.1007/ s00024-019-02281-6. 4555-4573
  • DOI: 10.1007/s00024-019-02281-6.4555-4573
  • Dow J.M., Neilan R.E., Rizos C. The International GNSS Service in a changing landscape of Global Navigation Satellite Systems // J. Geodesy. 2009. V. 83, iss. 3-4. P. 191-198.
  • DOI: 10.1007/s00190-008-0300-3
  • Fuller-Rowell T.J., Codrescu M.V., Rishbeth H., et al. On the seasonal response of the thermosphere and ionosphere to geomagnetic storms // J. Geophys. Res. 1996. V. 101, iss. A2. P. 2343-2353.
  • DOI: 10.1029/95JA01614
  • Juan J.M., Sanz J., Rovira-Garcia A., et al. AATR an iono-spheric activity indicator specifically based on GNSS measurements // J. Space Weather and Space Climate. 2018. V. 8, N A14.
  • DOI: 10.1051/swsc/2017044
  • Klimenko M.V., Klimenko V.V., Zakharenkova I.E., et al. Similarity and differences in morphology and mechanisms of the foF2 and TEC disturbances during the geomagnetic storms on 26-30 September 2011 // Ann. Geophysicae. 2017. V. 35, iss. 4. P. 923-938.
  • DOI: 10.5194/angeo-35-923-2017
  • Klimenko M.V., Klimenko V.V., Despirak I.V., et al. Disturbances of the thermosphere-ionosphere-plasmasphere system and auroral electrojet at 30° E longitude during the St. Patrick's Day geomagnetic storm on 17-23 March 2015 // J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2018. V. 180. P. 78-92.
  • DOI: 10.1016/j.jastp.2017.12.017
  • Kurkin V.I., Polekh N.M., Pirog O.V., et al. The wind magnetic cloud of October, 18-26, 1995 effect on ionosphere over the Russian Asian region // Adv. Space Res. 2001. V. 27, iss. 8. P. 1381-1384.
  • DOI: 10.1016/S0273-1177(01)00041-2
  • Kurkin V.I., Polekh N.M., Zolotukhina N.A. The pattern of ionospheric disturbances caused by complex interplanetary structure on 19-22 December 2015 // J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2018. V. 179. P. 472-483.
  • DOI: 10.1016/j.jastp.2018.07.003
  • Lоewe C.A., Prölss G.W. Classification and mean behavior of magnetic storms // J. Geophys. Res. 1997. V. 102, iss. A7. P. 14209-14213.
  • DOI: 10.1029/96JA04020
  • Mendillo M. Storms in the ionosphere: patterns and processes for total electron content // Rev. Geophys. 2006. V. 44. RG4001.
  • DOI: 10.1029/2005RG000193
  • Pi X., Mannucci A.J., Lindqwister U.J., Ho C.M. Monitoring of global ionospheric irregularities using the Worldwide GPS Network // Geophys. Res. Lett. 1997. V. 24, iss. 18. P. 2283-2286.
  • DOI: 10.1029/97GL02273
  • Piggott W.R., Rawer K. U.R.S.I. Handbook of Ionogram Interpretation and Reduction. Boulder, Colorado: Report UAG-23, WDC-A for STP, NOAA, 1972. 135 p.
  • Polekh N., Zolotukhina N., Kurkin V., et al. Dynamics of ionospheric disturbances during the 17-19 March 2015 geomagnetic storm over East Asia // Adv. Space Res. 2017. V. 60, iss. 11. P. 2464-2476.
  • DOI: 10.1016/j.asr.2017.09.030
  • Potekhin A.P., Medvedev A.V., Zavorin A.V., et al. Recording and control digital systems of the Irkutsk Incoherent Scattering Radar // Geomagnetism and Aeronomy. 2009. V. 49, iss. 7. P. 1011-1021.
  • DOI: 10.1134/S0016793209070299
  • Reinisch B.W., Haines D.M., Bibl K., et al. Ionospheric sounding in support of over-the-horizon radar // Radio Sci. 1997. V. 32, iss. 4. P. 1681-1694.
  • DOI: 10.1029/97RS00841
  • Rodger A.S., Wrenn G.L., Rishbeth H. Geomagnetic storms in the Antarctic F-region. II. Physical interpretation // J. Atm. Terr. Phys. 1989. V. 51, iss. 11-12. P. 851-866.
  • DOI: 10.1016/0021-9169(89)90002-0
  • Sanz J., Juan J.M., Hernández-Pajares M. GNSS Data Processing. Vol. 1: Fundamentals and Algorithms. Noordwijk: ESA communications, 2013. 223 p.
  • Shcherbakov A.A., Medvedev A.V., Kushnarev D.S., et al. Calculation of meridional neutral winds in the middle latitudes from the Irkutsk Incoherent Scatter Radar // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2015. V. 120, iss. 12. P. 10851-10863.
  • DOI: 10.1002/2015JA021678
  • Wrenn G.L., Rodger A.S., Rishbeth H. Geomagnetic storms in the Antarctic F-region. 1. Diurnal and seasonal patterns for main phase effects // J. Atm. Terr. Phys. 1987. V. 49, iss. 9. P. 901-913.
  • DOI: 10.1016/0021-9169(87)90004-3
  • Yasyukevich Yu.V., Zhivetiev I.V., Kiselev A.V., et al. Tool for creating maps of GNSS total electron content variations // Proc. 2018 Symposium "Progress In Electromagnetics Research". Toyama, Japan, 1-4 August 2018. P. 2417-2421.
  • DOI: 10.23919/PIERS.2018.8597604
  • Yermolaev Yu.I., Yermolaev M.Yu. Statistic study on the geomagnetic storm effectiveness of solar and interplanetary events // Adv. Space Res. 2006. V. 37, iss. 6. P. 1175-1181.
  • DOI: 10.1016/j.asr.2005.03.130
  • URL: http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/qddays/index.html (дата обращения 20 января 2020).
  • URL: http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp (дата обращения 20 января 2020).
  • URL: http://ckp-rf.ru/usu/77733/ (дата обращения 20 января 2020).
  • URL: http://ckp-angara.iszf.irk.ru (дата обращения 20 января 2020).
  • URL: http://simurg.iszf.irk.ru (дата обращения 20 января 2020).
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp