350 руб
Журнал «Нелинейный мир» №10 за 2012 г.
Статья в номере:
Корреляция пространственной структуры мягких высыпаний по данным DMSP с возмущениями электронной плотности ионосферы по данным спутниковой радиотомографии
Ключевые слова: ионосфера электронная концентрация спутниковая радиотомография потоки ионизирующих частиц корпускулярная ионизация
Авторы:
Е.С. Андреева - к.ф.-м.н., доцент, кафедра физики атмосферы, физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова. E-mail: es_andereeva@mail.ru М.А. Кожарин - к.ф.-м.н., науч. сотрудник, кафедра физики атмосферы, физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова. E-mail: tttmaksko@mail.ru В.Е. Куницын - д.ф.-м.н., профессор, зав. кафедрой физики атмосферы, физический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова Е-mail: kunitsyn77@mail.ru М.О. Назаренко - к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник, кафедра физики атмосферы, физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова. E-mail: m.o.nazarenko@mail.ru
Аннотация:
Проведено сопоставление радиотомографических реконструкций распределений электронной плотности в ионосфере, полученных по данным низкоорбитальных и высокоорбитальных спутниковых навигационных систем при разных условиях геомагнитной возмущенности, с высыпаниями низкоэнергетических частиц (потоками электронов и протонов по данным спутника DMSP; выявлено, что пространственная структура корпускулярной ионизации качественно близка к широтным распределениям потоков высыпающихся частиц; обнаружена генерация волновых возмущений высыпаниями частиц; показано, что в периоды сильных геомагнитных возмущений распределения электронной плотности ионосферной плазмы характеризуются наличием множественных экстремумов и волновых возмущений с пространственными масштабами порядка десятков и сотен километров; установлено, что характерные масштабы широтных вариаций соответствующих корпускулярных высыпаний меняются в широких пределах - от единиц до десятков градусов по широте.
Страницы: 661-671
Список источников
  1. Гальперин Ю. И., Сивцева Л. Д., Филиппов В. М., Халипов В. Л. Субавроральная верхняя ионосфера. Новосибирск: Наука. 1990.
  2. Collis, P. N. and Haggstrom, I., Plasma Convection and Auroral Precipitation Processes Associated with the Main Ionospheric Trough at High Latitudes // J. Atmos. Terr. Phys. 1988. V. 50. P. 389-404.
  3. Voiculescu, M., Nygrén, T., Aikio, A., and Kuula, R., An Olden but Golden EISCAT Observation of a Quiet-Time Ionospheric Trough //J. Geophys. Res. 2010. V. 115. P. A10315.
  4. Jones, D. G., Walker, I. K., and Kersley, L., Structure of the Poleward Wall of the Trough and the Inclination of the Geomagnetic Field above the EISCAT Radar // Ann. Geophys. 1997. V. 15. P. 740-746.
  5. Nilsson, H., Sergienko, T. I., Ebihara, Y., and Yamauchi, M., Quiet-Time Mid-Latitude Trough: Influence of Convection, Field-Aligned Currents and Proton Precipitation // Ann. Geophys. 2005. V. 23. P. 3277-3288.
  6. Stolle, C., Lilensten, J., Schluter, S., Jacobi, Ch., Rietveld, M., and Luhr, H., Observing the North Polar Ionosphere on 30 October 2003 by GPS Imaging and IS Radars // Ann. Geophys. 2006. V. 24. P. 107-113.
  7. Yin, P., Mitchell, C.N., Spencer, P., McCrea, I., and Pedersen, T., A Multi-Diagnostic Approach to Understanding High-Latitude Plasma Transport during the Halloween 2003 Storm // Ann. Geophys. 2008. V. 26. P. 2739-2747.
  8. Weber, E. J., Buchau, J., Moore, J. G., Sharber, J. R., Livingston, R. C., Winningham, J. D., and Reinisch, B. W., F-Layer Ionization Patches in the Polar Cap // J. Geophys. Res. 1984. V. 89. P. 1683-1694.
  9. Walker, I. K., Moen, J., Kersley, L., and Lorentzen, D. A., On the Possible Role of Cusp/Cleft Precipitation in the Formation of Polarcap Patches // Ann. Geophys. 1999. V. 17. P. 1298-1305.
  10. Smith, A. M., Pryse, S. E., and Kersley, L., Polar Patches Observed by ESR and Their Possible Origin in the Cusp Region // Ann. Geophys. 2000. V. 18. P. 1043-1053.
  11. Sojka, J. J. and Schunk, R. W. A Theoretical Study of the Production and Decay of Localized Electron Density Enhancements in the Polar Ionosphere // J. Geophys. Res. 1986. V. 91. № A3. P. 3245-3253.
  12. Labelle, J., Sica, R. J., Kletzing, C., Earle, G. D., Kelley, M. C., Lummerzheim, D., Torbert, R. B., Baker, K. D., and Berg, G., Ionization from Soft Electron Precipitation in the AuroralF Region //J. Geophys. Res. 1989. V. 94. № A4. P. 3791-3798.
  13. Kunitsyn, V. E., Tereshchenko, E. D., Radiotomography of the Ionosphere // IEEE Antennas Propag. Mag. 1992. V. 34. P. 22-32.
  14. Kunitsyn, V. E. and Tereshchenko, E. D., Ionospheric Radio Tomography. Berlin: Springer. 2003.
  15. Куницын В. Е., Терещенко Е. Д., Андреева Е. С.Радиотомография ионосферы. М.: Наука. 2007.
  16. Куницын В. Е., Терещенко Е. Д., Андреева Е. С., Нестеров И. А. Спутниковое радиозондирование и радиотомография ионосферы // УФН. 2010. Т. 180. № 5. С. 548-553.
  17. Nygrén, T., Tereshchenko, E. D., Khudukon, B. Z., Evstafiev, O. V., Lehtinen, M. S., Markkanen, M. Manifestations of Field-Aligned Currents in Tomographic Observations of the Ionospheric F Region // Adv. Space Res. 2000. V. 26. № 6. P. 939-942.
  18. Moen, J., Berry, S. T., Kersley, L., and Lybekk, B., Probing Discrete Auroral Arcs by Ionospheric Tomography // Ann. Geophys. 1998. V. 16. P. 574-582.
  19. Dymond, K. F., Thonnard, S. E., McCoy, R. P. and Thomas, R. J., An Optical Remote Sensing Technique for Determining Nighttime F Region Electron Density // Radio Sci. 1997. V. 32. № 5. P. 1985-1996.
  20. Paxton, L.J., Humm, D.C., Christensen, A.B. et al. Global Ultraviolet Imager (GUVI): Measuring Composition and Energy Inputs for the NASA Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics and Dynamics (TIMED) Mission // SPIE Optical Spectroscopic Techniques and Instrumentation for Atmospheric and Space Research III. 1999. V. 3756. P. 265-276.
  21. DeMajistre, R., Paxton, L.J., Morrison, D., et al.,Retrievals of Nighttime Electron Density from Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics and Dynamics (TIMED) Mission Global Ultraviolet Imager (GUVI) Measurements // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. P. A05305. doi:10.1029/2003JA010296
  22. http://guvi.jhuapl.edu/guvi_home.html
  23. Лукин Д. С., Палкин Е. А. Численный канонический метод в задачах дифракции и распространения электромагнитных волн в неоднородных средах. М.: МФТИ. 1982.
  24. Крюковский А. С., Лукин Д. С. Краевые и угловые катастрофы в равномерной геометрической теории дифракции. М.: МФТИ, 1999.
  25. Крюковский А. С., Лукин Д. С., Растягаев Д. В.Моделирование лучевой и каустической структуры электромагнитных полей по данным радиотомографии в окрестности экваториальной аномалии // Электромагнитные волны и электронные системы. 2010. Т. 15 № 8. С. 5-11.
  26. Pryse, S. E., Radio tomography: A new experimental technique // Surveys in Geophysics. 2003. V. 24. P. 1-38.
  27. Bust, G. S. and Mitchell, C. H., History, Current State, and Future Directions of Ionospheric Imaging // Rev. Geophys. 2008. V. 46. P. 1-23.
  28. Kersley, L., Ionospheric Tomography and its Applications in Radio Science and Geophysical Investigations // Ann. Geophys. 2005. V. 48. № 3. P. 535-548.
  29. http://www.haarp.alaska.edu/haarp/data.html
  30. Куницын В. Е., Андреева Е. С., Кожарин М. А., Нестеров И. А. Радиотомография ионосферы с применением высокоорбитальных навигационных систем // Вестник МГУ. Серия 3. Физика. Астрономия. 2005. Т 1. №. 1. С.74-84.
  31. Nesterov, I. A., Kunitsyn, V. E., GNSS radio tomography of the ionosphere: the problem with essentially incomplete data // Adv. Space Res. Special Issue: GNSS Remote Sensing. 2011. V. 47. P. 1789-1803.
  32. Куницын В. Е., Нестеров И. А., Падохин А. М., Туманова Ю. С. Радиотомография ионосферы на базе навигационных систем GPS/ГЛОНАСС // Радиотехника и электроника. 2011. Т. 56. № 11. С. 1285-1297.
  33. Hardy, D. A., Gussenhoven, M. S., and Holeman E., A Statistical Model of Auroral Electron Precipitation // J. Geophys. Res. 1985. V. 90. № A5. P. 4229-4248.
  34. Newell, P.T. and Meng, C.-I.,Mapping the Dayside Ionosphere to the Magnetosphere according to Particle Precipitation Characteristics // Geophys. Res. Lett. 1992. V. 19. P. 609-612.
  35. Newell, P.T., et al., The Morphology of Nightside Precipitation // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. P. 10737-10748.
  36. Frey, H. U., Localized Aurora beyond the Auroral Oval // Rev. Geophys. 2007. V. 45. P. RG1003.
  37. http://spidr.ngdc.noaa.gov/spidr/
  38. http://sd-www.jhuapl.edu/Aurora/spectrogram/index.html
  39. Foster, J.C., Buonsanto, M. J., Kunitsyn, V. E., et al., Russian-American Tomography Experiment // Int. J. Imag. Sys. Tech. 1994. V. 5. P. 148-159.
  40. Foster, J. C., Rich, F. J., Prompt midlatitude electric field effects during severe geomagnetic storms // J. Geophys. Res. 1998.
    V. 103. № A11. P. 26367-26372.
  41. Foster, J. C., Cummer, S., and Inan, U. S., Midlatitude Particle and Electric Field Effects at the Onset of the November 1993 Geomagnetic Storm // J. Geophys. Res. 1998. V. 103. № A11. P. 26359-26366.