УДК 550.388, 533. 951,537. 868
DOI: 10.15350/2306-2819.2016.2.6

ЭФФЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ МОЩНЫМ РАДИОИЗЛУЧЕНИЕМ
НА ИОНОСФЕРУ НА ФОНЕ УМЕРЕННЫХ ГЕОКОСМИЧЕСКИХ БУРЬ: РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ ИОНОЗОНДОВ

Л. Ф. Черногор¹, В. Л. Фролов^2,3, В. В. Барабаш⁴
¹Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина Министерства образования
и науки Украины,
Украина, 61022, Харьков, пл. Свободы, 4
E-mail: Leonid.F.Chernogor@univer.kharkov.ua
²Научно-исследовательский радиофизический институт,
Российская Федерация, 603950, Нижний Новгород, ул. Б. Печерская, 25/12a
E-mail: frolov.418@nirfi.sci-nnov.ru
³Казанский (Приволжский) федеральный университет,
Российская Федерация, 420008, Казань, ул. Кремлёвская, 18
⁴Институт ионосферы Национальной академии наук Украины и Министерства образования
и науки Украины,
Украина, 61002, Харьков, ул. Краснознаменная, 16
E-mail: iion@kpi.kharkov.ua

АННОТАЦИЯ

Приведены результаты наблюдений за вариациями критической частоты f_oF2 на трёх разнесённых по широте и долготе ионозондах, сопровождавших воздействие мощным радиоизлучением на ионосферу нагревного стенда «Сура». Удаление ионозондов от стенда составляло 560, 960, и 2200 км. В 63 – 74 % случаев включений стенда с временем запаздывания 10 ÷ 15 мин возникали апериодические всплески f_oF2 величиною от 0,07 до 0,41 МГц продолжительностью 10 ÷ 15 мин, которым соответствовали относительные увеличения концентрации электронов от 2 до 13 %. Наблюдаемые всплески, скорее всего, вызваны стимулированными геокосмическими бурями нарушениями установившегося в спокойных условиях взаимодействия подсистем в системе Земля – атмосфера – ионосфера –магнитосфера, точнее высыпанием высокоэнергичных электронов из магнитосферы в атмосферу и её дополнительной ионизацией. Величина потока электронов могла быть порядка 10⁸–10⁹м^–2с^–1 при их энергии 100 кэВ.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

мощное радиоизлучение; крупномасштабные возмущения; критическая частота; система ЗАИМ; взаимодействие подсистем; высыпание электронов

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ (pdf)

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Работа Фролова В. Л. выполнялась при финансовой поддержке гранта РНФ № 14-12-00556 в части анализа полученных экспериментальных данных. Представленные в обзоре результаты экспериментов на стенде СУРА были получены при финансовой поддержке ФЦП «Геофизика» и РФФИ (гранты №№ 11-02-00374, 13-02-12074, 13-02-12241).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Черногор Л. Ф. Физика Земли, атмосферы и геокосмоса в свете системной парадигмы // Радиофизика и радиоастрономия. 2003. Т. 8, № 1. С. 59–106.
2. Chernogor L. F. The Earth–atmosphere–geospace system: main properties and processes // Int. J. Remote Sens. 2011. Vol. 32, No 11. Pp. 3199–3218.
3. Chernogor L. F., Frolov V. L., Komrakov G. P. et al. Variations in the ionospheric wave perturbation spectrum during periodic heating of the plasma by high-power high-frequency radio waves // Radiophysics and Quantum Electronics. 2011. Vol. 54, No 2. Pp. 75–88.
4. Черногор Л. Ф., Домнин И. Ф. Физика геокосмических бурь. Харьков: ХНУ имени В. Н. Каразина, 2014. 408 с.
5. Черногор Л. Ф. Физика мощного радиоизлучения в геокосмосе. Харьков: ХНУ имени В. Н. Каразина, 2014. 448 с.
6. Борисов Н. Д., Гуревич А. В., Милих Г. М. Искусственная ионизированная область в атмосфере. М.: ИЗМИРАН, 1986. 184 с.
7. Гуревич А. В., Шварцбург А. Б. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере. М.: Наука, 1973. 272 с.
8. Митяков Н. А., Грач С. М., Митяков С. Н. Возмущение ионосферы мощными радиоволнами // Итоги науки и техники. Сер. Геомагнетизм и высокие слои атмосферы. 1989. Т. 9. С. 1–140.
9. Тепловые нелинейные явления в плазме / Сб. науч. трудов. Горький: ИПФ АН СССР, 1979. 220 с.
10. Gurevich A. V. Nonlinear phenomena in the ionosphere. New York, Heildelberg, Berlin: Springer Verlag, 1978. 465 p.
11. Radio Sci. 1974. Vol. 9, No 11 (тематический выпуск).
12. Гармаш К. П., Черногор Л. Ф., Шварцбург А. Б. Возникновение крупномасштабных возмущений в ионосфере, инициируемых мощным нестационарным радиоизлучением // Компьютерная оптика. 1989. Вып. 6. С. 62–71.
13. Гармаш К. П., Черногор Л. Ф. Эффекты в околоземной плазме, стимулированные воздействием мощного радиоизлучения // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1998. № 6. С. 17–40.
14. Костров Л. С., Черногор Л. Ф. Доплеровское радиозондирование крупномасштабных волновых возмущений в ионосфере, генерируемых мощным радиоизлучением // Геомагнетизм и аэрономия. 1990. Т. 30, № 1. С. 159–161.
15. Черногор Л. Ф. Статистические характеристики крупномасштабных возмущений в ионосфере, инициируемых воздействием мощного нестационарного излучения // Геомагнетизм и аэрономия. 1989. Т. 29, № 3. C. 513–515.
16. Черногор Л. Ф. Фазовые вариации километровых радиоволн, сопутствовавшие воздействию на ионосферу мощного радиоизлучения // Радиофизика и радиоастрономия. 2009. Т. 14, № 4. С. 377–389.
17. Черногор Л. Ф. Механизмы генерации колебаний инфразвукового диапазона в верхней атмосфере под действием мощного периодического радиоизлучения // Радиофизика и радиоастрономия. 2012. Т. 17, № 3. С. 240–253.
18. Burmaka V. P., Domnin I. F., Uryadov V. P., Chernogor L. F. Variations in the parameters of scattered signals and the ionosphere connected with plasma modification by high-power radio waves // Radiophysics and Quantum Electronics. 2009. Vol. 52, No 11. Pp. 774–795.
19. Chernogor L. F., Domnin I. F., Panasenko S. V., Uryadov V. P. Aperiodic large-scale disturbances in the ionospheric E region stimulated by high-power HF heating // Radiophysics and Quantum Electronics. 2012. Vol. 55, No 3. Pp. 156–167.
20. Chernogor L. F., Frolov V. L., Pushin V. F. Infrasound oscillations in the ionosphere affected by high-power radio waves // Radiophysics and Quantun Electronics. 2012. Vol. 55, No 5. Pp. 296–308.
21. Chernogor L. F., Frolov V. L. Traveling ionospheric disturbances generated due to periodic plasma heating by high-power high-frequency radiation // Radiophysics and Quantum Electronics. 2012. Vol. 55, No 1, 2. Pp. 13–32.
22. Chernogor L. F., Frolov V. L. Features of propagation of the acoustic-gravity waves generated by high-power periodic radiation // Radiophysics and Quantum Electronics. 2013. Vol. 56, No 4. Pp. 197–215.
23. Chernogor L. F., Frolov V. L. Features of the wave disturbances in the ionosphere during periodic heating of the plasma by the "Sura" radiation // Radiophysics and Quantum Electronics. 2013. Vol. 56, No 5. Pp. 276–289.
24. Chernogor L. F., Frolov V. L., Barabash V. V. Aperiodic large-scale disturbances in the lower ionosphere. ionosonde observation results // Radiophysics and Quantum Electronics. 2014. Vol. 57, No 2. Pp. 100–116.
25. Chernogor L., Frolov V. L. Geomagnetic pulsation amplitude and spectrum variations accompanying the ionospheric heating by high-power radio waves from the Sura facility // Radiophysics and Quantum Electronics. 2014. Vol. 57, No 5. Pp. 340–359.
26. Chernogor L. F., Panasenko S. V., Frolov V. L., Domnin I. F. Observations of the ionospheric wave disturbances using the Kharkov incoherent scatter radar upon RF heating of the near-earth plasma // Radiophysics and Quantum Electronics. 2015. Vol. 52, No 2. Pp. 79–91.
27. Domnin I. F., Uryadov V. P., Chernogor L. F., Panasenko S. V. Results of radiophysical studies of the wave processes in the ionospheric plasma during its heating by high-power radio emission of the Sura facility // Radiophysics and Quantum Electronics. 2012. Vol. 55, No 4. Pp. 253–265.
28. Черногор Л. Ф. Крупномасштабные возмущения в нижней ионосфере, вызванные воздействием мощного нестационарного радиоизлучения // Радиофизика и радиоастрономия. 2013. Т.18, № 1. С. 49–64.
29. Buonsanto M. J. Ionospheric storms: A Review // Space Sci. Rev. 1999. Vol. 88. Pp. 563 – 601.
30. Брюнелли Б. Е., Намгаладзе А. А. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988. 528 с.
31. Belov A. S., Markov G. A., Komrakov G. P. et al. Excitation of guided ELF-VLF waves through modification of the F2 ionospheric layer by high-power radio waves // Plasma Phys. Rep. 2012. Vol. 38, No 3. Pp. 219–224.
32. Markov G.A., Belov A.S., Frolov V.L. et al. Excitation of a magnetospheric maser through modification of the Earth's ionosphere by high-power
HF radio emission from a ground-based transmitter // Zh. Eksper. Teoret. Fiz. Vol. 111, No 6.
Pp. 916–920.
33. Tadokoro H., Tsuchiya F., Miyoshi Y. et al. Electron flux enhancement in the inner radiation belt during moderate magnetic storms // Ann. Geophys. 2007. Vol. 12. Pp. 1359–1364.
34. Cole K. D. Formation of field-aligned irregularities in the magnetosphere // J. Atmos. and Terr. Phys. 1971. Vol. 33. Pp. 741–750.
35. Park C. G., Helliwell R. A. The formation by electric fields of field-aligned irregularities in the magnetosphere // Radio. Sci. 1971. Vol. 6. Pp. 299–304.
36. Walker A. D. M. Formation of whistler ducts // Planet. Space. Sci. 1978. Vol. 26. Pp. 375–379.

Для цитирования: Черногор Л. Ф., Фролов В. Л., Барабаш В. В. Эффекты воздействия мощным радиоизлучением на ионосферу на фоне умеренных геокосмических бурь: результаты наблюдений с помощью ионозондов // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2016. № 2 (30). С. 6-27. DOI: 10.15350/2306-2819.2016.2.6