Введение к работе
Диссертацид посвящена экспериментальному исследовании , .и основе метода рпдігопросвечивания и ПОР, ітшененля i.-niu.;,t структури F-огіласти высокоширотно** ионосферы но р^ун-.і авроральных возмущений.
АКТУАЛЬНОСТЬ ' ПРОБЛЕМЫ. Мелкомасштабные нсолюродцоотг. F-области высокоширотной ионосферы с масштабами от сотен нетрог.
ДО НеСКОЛЬКИХ КИЛОЫеТрОВ ЯВЛЯЮТСЯ следствием partfi'Vits
неустойчивостей ионосферной плазмы , которые онредеклэтм физическими процессами магнитосферно-ионосферного взаимодействие
И результатом ВОЭДеЙСТВИЯ ПрОЦеССОВ В НИЖЯЭИ HCHOC'jftp^ и
аімосфере на верхние слои. Для расшифровки отображений эти!: процессов на ионосферном экране важно спать причины . birafltoaw/.-изменения характеристик тонкой структури ионосферной плаз»*:' Йо время авроральных возмущений параметры мєлкоі'асаїтаСш';: неоднородносїєй изменяется "" в широких предела? , постом/ экспериментальное изучение динамики мелкомасштабной структуры позволяет уточнить существующие теоретические М0Д9ЛІЇ ид образования . В Свою очередь, построение эмпирических моделей неоднородностей ионосферы является оддам из важмга направление г. последов» нин диссипации энергии нагнятос#еригес и ітмосфе^ют: возмущений на ионосферных р.исотах.
Паличне в ионосферной плазме неоднородностей концентрации .<аэяичнцх каоштгбоа существенным оорасом ко.іяет усг.:у--< . і-аспр' зтраненпя через ионосферу радзополч ЬР к УКВ дг.-іті-ч^-:":,-Олууайиыэ вариации параметров ьксэкодарот.чей иокеоф^р;.; ,
вызванные неоднородностями,' в некоторых случаях превосход: регулярные изменения "средних" значении этих параметров. Поэта для прогнозирования условий распространения радиоволн в высок! широтах необходимо знать характер изменения пара"етрс мелком? ситабных неоднородностей во время авроральных возмущенШ
Исследование параметров мелкомасштабных неоднородности проводилось на протяжении многих лет на основе анализа изменен! характеристик радиоволн, прошедших или отраженных от ионосферы, npi.jjx измерений флуктуации плотности плазмы на ракетах спутниках. По анализу флуктуации амгтитуды и фазы сигнале радиомаяков !!СЗ были получен1' основные закономерное! пространственного распределения и изіэнения параметре мелкомасштабных неоднородностей в высокоширотной ионосфере Установлено, ч^о при переходе от средних широт к высоки амплитуда мелкомасштабных неоднородностей . увеличивается несколько раз. Определена статистическая граница интенсивны мерцаний радиомаяков ИСЗ, которая на ночной стороне приыерн совпадает с экваториальной границей аврорального .овала Показано, что внутри высокоширотной ., области интенсивны радиомерцаний мелкомасштабные неоднородности раеппедел^н неравномерно, что связываят с' основными . структурным образованиями полярной ионосферы.
По данным радиопросвечивания и прямым измерениям бы установлен степенной характер спектра мелкомасштабны неоднородностей,и установлено, что его показатель изменяется значения 0,8 до P.O. и определяется вариациями поток-аморальних частиц, электрически полей и крупномасштабны: градиенте». Зыяв.тена связь мелкомасштабных нео^..ородностэй <
;рупномасштабньши ионосферными образованиями.
Однако, ряд вопросов формирования мелкомасштабной структуры
лроральной ионосферы остается открытым. В частнастр., из-за
рудоемкости измерения и с<Гработки данных исследование изменения
іространственного распределения и интенсивности мелкомасштабных
:еоднородностей, в зависимости от геомагнитной активности,
ровс;;илось , на наш взгляд, с недостаточным временным
'азрешением: данные сравнивались с трех- чзс.выми индексами
еомагнитной активности. Не проводилось исследование динамики
:ел:;омасштябной структуры на разных фазах развития суббури.
[едостаточно убедительно экспериментально' определено влияние
номальной ионизации Е-области на генерацию мелкомасштабных
еоднородностей области F п формирование их пространственного
пектра.
, Иссл. дования, проведенные на основе измерений г :елко],.асштабной структуры с большим пространственнам и.врейенным
азрешением с помощью созданной "ами в ^0 "Гикси"
втоматизированной установки по регистрации мерцаний сигналов
ЮЗ, позволяют ответить на ряд вышеуказанных вопрос .>в.
опоставление изменения параметров и пространствелно-временного
асиределения мелкомасштабных неоднородно;тей с результатами
егистрации вариаций геомагнитного поля и ионосферных
арактеристик, полученных по данным вертикальное зондирования
іЗ) и методом наклонного обратного рассеяния CHOP), даот
озмокность экспериментально определить развитие мелкомаоштабнай
трукт/ры во йремя авроральных возмущений в высокоширотной
оносфере.
/'.'іуальїіос-до проблемы подчеркивается прогрессом в іі(оі,ііді)леішом освоении северных регионов страны и развитием средств космической радиосвязи, г. также развертыванием в с.>у;.'Л;ільіЮіі зона экспериментальных работ по активным ио.чд;Л2тякйм на магнитосферно-иоаосферную систему, требующих о:ч--ратизной диагностики состояния среды.
Цепъп работы яелялось зкспериментальное исследование интенсивности, пространственного распре/1 эленич, изменения вида спектра мелкомасштабные неоднородностей F-области ігадхогоиротнсй ионосфер^ в зависимости от Эирактера развития дьроральных возмущений и изменений крупномасштабной структуры Е и F-омастрй.
Для решения этой задачи нами была создана автоматизированная установка по определению параметров мелкомасштабных неоднородностей высокоширотной ионосферы д^этодом радиопросвечивания, отличающаяся от имеющихся большим пространственным и временным разрешением. Разработан-пакет программ и! реализован алгоритм обработки, позволяющий проводить анализ данндо в квазиреальном рею»ме времени. В период с 1983 по 199Q годы были поставлены эксперименты по одновременному наблюдению мелкомасштабной и крупномасштабной структуры авроральной ионосферы и проведена оценка геомагнитной активности.
Новизна работы. В работе впер&ые рассматривается изменение интенсивности и пространственного распределения неоднородностей с размерами от сотен метров до нескольких километров на разных фазах суббури.
Исследуется связь развития мелкомасштабной струї,тури F-области высокоширотной ионосфер» с динамикой областей, ответственных за ноявл ние спорадический отражений на монограммах ЕЗ и ПОР.
Впервые поручена зависимость показателя c;i."i:tj..i неоднородности! от геомагнитной активности и рассмотрено ого поведение в процессе развития суббури.
Получено экспериментальное подтверждение формирования' спектра мелкомасштабных неоднородностей за счет электродинамической связи между Е и ^-областями и нестационарпостью пооцесоов генерации и днесь..ации неоднородностей
По измерении высоты эффективного слоя с неоднородностями и интенсивности мерцаний с большим пространственным разгешеши.-м экспериментально показана возможность образования мелкомасштабных неоднородностей верхней ионосферы велсдотиш развития токово-градиентных неустойчивости.
На защиту выносятся следующие положения:
-Pt-зультаты экспериментального исследования простанстьенного и временного распределения . мелкомасштабных неоднородностей во время авроральных суббурь методом радиопросвечивания.
-Результаты экспериментального ксследованья изменения спектра м^онаний сигналов радиомаяке? К"3 в ' ааьисныости от - эмапглтнеп активности.
-Результаты экспериментального исследования вари дни
эффективной Еысоти слоя с мелкомасштабны)/!! нееднородностями с
большим временным разрешением. "
Iі''.'СііУіі іі практическая ценность работы, определяется тем, чю & Н'й рассмотрено изменение параметров мелкомасштабной-лсумлри ар"оралыюй ионосферы при разных типах авроральных
Результаты работы указывают на то, что при построении К".;рь-"гических моделей формирования ток :ой структуры ионосферы iU'OOj;oj;hmo учитывать влияние высокопроводящего неоднородного слоя К на механизм операции мелкомасштабных неоднородное.ей в bqr/ней ионосфере. Изменение спектр^ неоднородиостей можно использовать, как показатель нсстационар'«ости электрических іюлеі'1 и крупномасштабных градиентов ионосферной плазмы.
Экспериментально., установленный факт изменения параметров неспнородностей F-области ионосферы ра 1-2 часа до наступления взрывной фазы субб>ри важен для краткосрочного прог: озир^зания условий распространения радиоволн KB диапазона в высоких широтах. Этот результат был испольэо-ан з прикладных исследования., по разработке методов краткосрочного прогноз-отказа систем свя'ч по геофизическим условиям.
Апробация работы. Основные результаты , вошедшие в работу, -докладывались в период с 1985-1991 год на двух международных и четырех Всесоюзных конференциях, а также на научных семинарах в ИКИ, ААНИИ, СибИЗМИР, НИРФИ, ПТИ, ИКЇИА.
Публикации по теме диссертации составллісг 9 работ; материалы диссертации использованы также ь научно-исследовательских ' отчетах ПГО, лаборатории активны}, исследований ИКФИА, и хоздоговорных темах "Прогноз-1", "Прогноз-2" и "Преднамеренность".
Структура и объем работы. Работа содепг.іт 111 страпич.^О рисунков и три таблицы. Список цитируемой литературы .<;,т.'р''|'г 100 наименований .