Метод построения пространственной картины распределения полного электронного содержания в области стимулированного оптического свечения ионосферы
И. А. Насыровab,
Д. А. Когогинa,
А. В. Шиндинb,
С. М. Грачb,
Р. В. Загретдиновa,
А. Б. Белецкийc,
В. В. Емельяновa a Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия
b Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, г. Нижний Новгород, 603950, Россия
c Институт солнечно-земной физики СО РАН, г. Иркутск, 664033, Россия
Аннотация:
Разработан метод построения пространственной картины распределения полного электронного содержания (ПЭС) в области стимулированного свечения ионосферы в красной линии оптического спектра
$(\lambda = 630$ нм) в экспериментах по воздействию на ионосферу мощным радиоизлучением стенда СУРА. Для отработки метода был выбран сеанс измерений
$29$ августа
$2016$ г., в течение полутора часов которого (
$18:40$–
$20:10$ UTC) ионосферные и погодные условия варьировались незначительно и позволили провести синхронные оптические измерения стимулированного свечения ионосферы из двух пространственно разнесённых пунктов (п. Васильсурск и п. Магнитка, расположенный в
$\sim 170$ км к востоку от стенда СУРА). Проведённые оптические измерения позволили построить область искусственного свечения в трёхмерной проекции и определить пространственное положение возмущённой области ионосферы (ВО), стимулированной мощным радиоизлучением стенда СУРА. Метод построения пространственной картины распределения электронной плотности в ВО основан на проведении совместного анализа вариаций ПЭС на радиотрассах «навигационный спутник – наземный пункт» для ряда приёмных станций глобальных навигационных спутниковых систем, расположенных в радиусе
$\sim 160$ км от стенда СУРА. Применение метода позволяет получить значения вариаций электронной плотности для различных пространственных сечений ВО ионосферы. Анализ экспериментальных данных, проведённый при помощи разработанного метода, показал, что в поле мощной радиоволны возникает вытянутая вдоль силовых линий геомагнитного поля возмущённая область, которая имеет достаточно сложную структуру. На границах области с пониженной электронной концентрацией возникают плазменные неоднородности с повышенной электронной плотностью. Перепад
$\Delta N_e/N_e$ на границах ВО может достигать
$\sim10\%$. Масштабы ВО составляют
$l_{\bot}\approx45\div60$ км поперёк и
$l_{\parallel}\gtrsim70$ км вдоль силовых линий магнитного поля Земли.
Ключевые слова:
ионосфера, ГНСС, полное электронное содержание, искусственные ионосферные неоднородности, мощное коротковолновое радиоизлучение, стенд СУРА, стимулированное свечение ионосферы.
УДК:
537.87:523
Поступила в редакцию: 03.12.2020
DOI:
10.26907/2541-7746.2021.1.59-76