WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

«Постановка задачи. Изменчивость электронной концентрации максимума F2-слоя Nm ото дня ко дню достаточно высокая даже для спокойных условий. В некоторых случаях отклонения Nm ...»

Направление 7. ИОНОСФЕРА

Координаторы: В.Д. Кузнецов (ИЗМИРАН), М.И. Веригин (ИКИ РАН)

Проект 7.1.

Свойства и причины очень сильных отклонений электронной

концентрации максимума F2-слоя от фона

Руководитель: М.Г. Деминов, д.ф.-м.н., зав. лаб. ИЗМИРАН, deminov@izmiran.ru.

Постановка задачи.

Изменчивость электронной концентрации максимума F2-слоя Nm ото дня ко дню

достаточно высокая даже для спокойных условий. В некоторых случаях отклонения Nm от

фона могут быть очень сильными (больше 3). Свойства таких отклонений Nm и, тем более, их причины исследованы далеко не полностью. Одна из причин такой ситуации связана с использованием медианы Nm как фона, что некорректно, поскольку эта медиана зависит от геомагнитной активности и эта зависимость обычно неизвестна.

Предложенный нами [1] метод построения эмпирической модели Nm для спокойных условий по данным конкретной ионосферной станции позволяет устранить этот недостаток определения фона.

В связи с этим, на 2012 год была поставлена задача определения свойств и причин очень сильных увеличений Nm относительно фона в ночной зимней ионосфере средних широт, которая решалась в несколько этапов:

- определение фона (создание эмпирической модели Nm для спокойных условий);

- исследование статистических свойств очень сильных увеличений Nm относительно фона и анализ конкретных случаев.

Кроме того, на 2012 год был запланирован анализ возможности простого учета эффекта бури в ионосфере, точнее поправки к критической частоте F2-слоя foF2 на геомагнитную бурю, которая давала бы реалистичную картину изменения foF2 на средних широтах во время геомагнитной бури произвольной интенсивности.



Ниже представлены результаты решения этих задач. Следует отметить, что некоторые из результатов анализа свойств изменчивости ионосферы были получены нами ранее [2-4], и полученные в 2012 году результаты являются их развитием.

Результаты.

Ночное увеличение концентрации максимума F2-слоя ионосферы Nm при низкой геомагнитной активности – хорошо известное явление, которое наиболее часто наблюдается на средних широтах зимой в послеполуночные часы при низкой солнечной активности. Эмпирические модели Nm для спокойных условий, построенные по данным ст. Иркутск (52.5 N, 104.0 E) и Слау (51.5 N, 359.4 E), также показывают что зимнее послеполуночное увеличение Nm является регулярной закономерностью спокойной ионосферы над Иркутском. Над Слау такое увеличение Nm характерно именно для низкой солнечной активности. На средних широтах зимой в ночные часы иногда могут наблюдаться очень сильные увеличения Nm (больше, чем в 2 раза) относительно фонового значения Nm0. Это соответствует кардинальной перестройке ионосферы, поскольку обычно очень сильное увеличение Nm/Nm0 происходит на фоне ночного зимнего увеличения Nm0.. Известные результаты анализа наблюдений Nm/Nm0 2 основаны на единичных случаях без статистического анализа частоты возникновения таких событий и зависимости этой частоты от солнечной и геомагнитной активностей. Ниже представлены результаты статистического анализа частоты возникновения условия Nm/Nm0 2 над Иркутском и пример экстремально сильного увеличения Nm над этой станцией.

Исходными для анализа были данные Nm = NmF2 по ст. Иркутск за 1958-1992 и 2002годы через каждый час по мировому времени для зимы (декабрь-январь) в интервале местного времени 02-04 LT, который соответствует максимуму ночного зимнего увеличения для фоновых условий.





Фоновые значения Nm0 задавались с помощью эмпирической модели foF2 для спокойных условий над Иркутском [1]. В качестве индикаторов солнечной и геомагнитной активности использованы индексы F = (2F81 + F1)/3, Apt, где F1 и F81 – поток солнечного радиоизлучения на длине волны 10.7 см в предыдущий день и среднее за 81 день значение этого потока (в 10-22 Вт/м2Гц), Apt – средневзвешенное (c характерным временем 11 ч) значение ap-индекса геомагнитной активности (в нТл).

Эти индексы почти не отличаются от использованных в модели [1].

В таблице приведены результаты статистического анализа частоты возникновения условия Nm/Nm0 2 над Иркутском зимой в ночные часы (02-04 LT) при низкой (F 100), средней (100 F 170) и высокой (F 170) солнечной активности в периоды низкой геомагнитной активности (Apt 7 нТл), магнитосферных суббурь (7 Apt 27 нТл) и бурь (Apt 27 нТл) и без разделения по уровню геомагнитной активности (все Apt).

Таблица 1 Частота появления (n/N) очень сильных увеличений Nm над Иркутском зимой в ночные часы (02–04 LT) для различных интервалов солнечной (F) и геомагнитной (Apt, нТл) активности.

(n/N) 100, % F N все A pt 7 7Apt27 A pt 27 Apt 0.6 1.4 0.0 2.0 3113 F100 100F170 0.1 0.9 0.0 1.0 2068 0.2 2.2 0.6 3.0 1779 F170 Видно, что в среднем условие Nm/Nm0 2 возникало примерно в 1-3% случаев, значительная часть которых соответствовала периодам суббурь. Очень сильные увеличения Nm при низкой геомагнитной активности чаще соответствовали низкой солнечной активности. Такие увеличения Nm в периоды магнитных бурь наблюдались только при высокой солнечной активности.

Для анализируемого интервала 1958-1992, 2002-2009 гг. зимой в ночные часы периоды суббурь возникали наиболее часто (59% случаев), периоды низкой геомагнитной активности наблюдались реже (34% случаев), периоды бурь – очень редко (7% случаев).

По-видимому, в этом одна из причин того, что в среднем очень сильные увеличения Nm могут наблюдаться при низкой геомагнитной активности, они чаще возникают в периоды суббурь и очень редко в периоды бурь. Тем не менее, нет полного соответствия между частотой наблюдения очень сильных увеличений Nm при определенном уровне геомагнитной активности и вероятностью возникновения этой активности. Например, при низкой геомагнитной активности частота возникновения условия Nm/Nm0 2 и вероятность возникновения этой активности увеличиваются при переходе от высокой к низкой солнечной активности, но для частоты возникновения условия Nm/Nm0 2 такое увеличение более значительно. Следовательно, существует дополнительная причина повышенной частоты возникновения условия Nm/Nm0 2 при низкой солнечной и геомагнитной активности, которая не связана с вероятностью возникновения этих гелиогеофизических условий. Поиск этой дополнительной причины – предмет будущих исследований.

Зимой в ночные часы возможны случаи, когда увеличение Nm становится настолько сильным, что ночной максимум Nm достигает фоновых значений дневного максимума Nm.

Такая ситуация названа экстремальным увеличением Nm в ночные часы зимой. Наиболее ярким примером экстремально сильного увеличения Nm над Иркутском является перестройка ионосферы 19.12.2008 г. Ниже приведены свойства и качественный анализ возможных причин этой перестройки.

Для анализа свойств экстремального увеличения Nm = NmF2 19.12.2008 г были использованы 15-минутные данные концентрации Nm и высоты hm максимума F2-слоя цифровой ст. Иркутск. По этим данным были вычислены их спокойные медианы (Nm0 и

hm0), т.е. медианы для геомагнитно спокойных условий:

Apt 7 нТл, AEmax 300 нТл, где AEmax – максимальное значение AE-индекса за предыдущие 6 часов. Эти спокойные медианы были использованы в качестве фоновых параметров максимума F2-слоя.

Изменчивость параметров максимума F2-слоя можно представить состоящей из высокочастотной (на временах меньше 1-3 часов) и низкочастотной (ото дня ко дню) частей. Предварительный анализ показал, что свойства экстремально сильного увеличения Nm определяются в основном низкочастотной частью изменчивости ионосферы. Поэтому для анализа использованы скользящие средние за 2.25 часа (данное мировое время, предыдущие и последующие четыре 15-мин. интервала) значения Nm, Nm0 и hm, hm0.

Эти параметры максимума F2-слоя для 18-19 декабря 2008 г. по мировому времени совместно с вертикальной составляющей межпланетного магнитного поля (Bz ММП) вблизи Земли и AE-индексом геомагнитной активности приведены на рисунке. В Иркутске мировое время UT = 0 ч соответствует местному времени LT = 6.93 ч и первая половина суток по UT соответствует в основном дневным часам, а вторая половина – ночным часам местного времени.

Рис. 1. Bz ММП, AE-индекс геомагнитной активности, параметры максимума F2-слоя Nm и hm (толстые линии) и их медианы для спокойных условий (тонкие линии) по данным ст. Иркутск 18–19.12.2008 г. по мировому времени.

Видно, что 18 декабря параметры максимума F2-слоя почти не отличались от спокойной медианы как фона. Днем 19 декабря концентрация Nm была увеличена, а hm не отличалась от фона. Увеличение Nm усилилось при переходе от дневных к ночным часам и достигло значений Nm/Nm0 = 2.4-3.0 в послеполуночные часы. 19 декабря значение ночного максимума Nm = 3.0 1011 м-3 почти точно совпадало с дневным максимумом Nm0 для спокойных условий и слабо отличалось от дневного максимума 18 декабря. Это и есть экстремальное увеличение Nm зимой в ночные часы. На рисунке видно также, что увеличение Nm в ночные часы 19 декабря сопровождалось уменьшением hm.

Интервал 18-19.12.2008 г. был типичным для спокойных геомагнитных условий: apt 4 нТл, ap 5 нТл, слабые суббури наблюдались достаточно часто, и наиболее интенсивная из них с максимальным значением AE = 286 нТл произошла 19.12.2008 г. Солнечная активность была почти постоянной в этот интервал времени (F 69). Экстремальное увеличение Nm сопровождалось опусканием F2-слоя, что не характерно для наблюдаемых в ночные часы ионосферных эффектов крупномасштабных внутренних гравитационных волн (ВГВ), генерируемых в авроральной области во время суббурь. Поэтому солнечная активность и крупномасштабные ВГВ не могли быть причинами такого увеличения Nm.

Экстремальное увеличение Nm могло быть обусловлено наложением нескольких причин.

Одна из этих причин, по-видимому, связана с изменением состава термосферы:

увеличением отношения A = [O]/[N2]P при неизменном произведении B = [O][N2], где [O] и [N2] – концентрации атомного кислорода и молекулярного азота на фиксированной высоте в области максимума F2-слоя (например, на высоте 300 км), показатель степени P = 16/28.

Такое изменение состава термосферы приводит к увеличению Nm при почти неизменном hm, если учесть, что коэффициент рекомбинации ионов атомного кислорода [N2].

Увеличение A при почти неизменном B, по-видимому, началось в дневные часы 19 декабря, что привело к увеличению Nm без изменения hm относительно фона (см.

рисунок). Такое изменение состава термосферы, по-видимому, усилилось при переходе к ночным часам 19 декабря, что привело к дальнейшему увеличению Nm. На рисунке видно, что 19 декабря при переходе от дневных к ночным часам вертикальный компонент межпланетного магнитного поля Bz повернулся с севера (Bz 0) на юг (Bz 0), что обычно приводит к увеличению западного компонента электрического поля Ey в ночные часы на средних широтах. В ночные часы увеличение Ey приводит к опусканию F2-слоя и увеличению Nm. Наблюдаемое в ночные часы 19 декабря опускание F2-слоя и дополнительного увеличение Nm могло быть связано с этой причиной. Еще одна причина повышенных значений Nm в ночные часы 19 декабря могла быть связана с увеличением потока плазмы из плазмосферы из-за увеличения Nm в магнитосопряженной (летней) ионосфере, поскольку параметры ночной зимней ионосферы существенно зависят от величины этого потока. Полученные по Интернет данные ст. Канберра (35.3°S, 149°E) косвенно подтверждают это предположение: 19 декабря в интервале 05-10 UT значения foF2 были выше месячной медианы на 0.3-1.0 МГц. Наложение перечисленных причин, по-видимому, могло привести к экстремальному увеличению Nm над Иркутском ночью 19 Nm декабря. Приведенная интерпретация экстремального увеличения даже на качественном уровне является предварительной, и необходимы специальные исследования для определения природы этого редкого явления.

Следует отметить, что для очень широкого диапазона солнечной активности (F230) без ограничения по уровню геомагнитной активности, т. е. почти для всего интервала измерений Nm над Иркутском в ночные часы зимой, условие N m /N m0 2.9 было выполнено только 19.12.2008 г.

На основе анализа данных среднеширотных ионосферных станций в периоды магнитных бурь получено, что введение поправки на бурю к критической частоте F2-слоя foF2 как функции исправленной геомагнитной широты и квадрата эффективного геомагнитного индекса (Kp*2) позволяет с большей точностью, чем ранее, учесть изменения foF2 во время бури, включая долготные особенности этих изменений. Одна из причин этого связана с введением эффективного индекса Kp*, с помощью которого учтена предыстория изменения геомагнитной активности. Эти результаты получены на основе как статистического анализа данных foF2, так и сопоставления со свойствами термосферы в периоды бурь из эмпирических моделей атмосферы, поскольку главной причиной изменения foF2 на средних широтах в периоды бурь является соответствующее изменение температуры и состава термосферы.

Литература

1. Деминов М.Г., Жеребцов Г.А., Пирог О.М., Шубин В.Н. Регулярные изменения критической частоты F2-слоя спокойной ионосферы средних широт // Геомагнетизм и аэрономия. 2009. Т. 49, № 3. С. 393–399.

2. Деминов М.Г., Деминова Г.Ф., Жеребцов Г.А., Пирог О.М., Полех Н.М.

Изменчивость параметров максимума F2-слоя спокойной среднеширотной ионосферы при низкой солнечной активности: 2. Сильные флуктуации критической частоты // Геомагнетизм и аэрономия. 2011. Т. 51. № 3. С. 360-367.

3. Pirog O., Deminov M., Deminova G., Zherebtsov G., Polekh N. Peculiarities of the nighttime winter foF2 increase over Irkutsk // Adv. Space Res. 2011. V. 47. № 6. P. 921-926.

4. Деминов М.Г., Деминова Г.Ф., Жеребцов Г.А., Пирог О.М., Полех Н.М. Очень сильные увеличения электронной концентрации в максимуме F2-слоя зимней ночной ионосферы над Иркутском // Солнечно-земная физика. 2011. Вып. 19. С. 116-119.

5. Deminov M.G., Deminova G.F., Badin V.I. Very strong increases in the electron density of ionospheric F2 maxima observed during winter nights // 9th International Conference “Problems of Geocosmos”, Book of Abstracts – СПб.: Соло, 2012. P. 159-160.

6. Shubin V.N., Deminov M.G., Badin V.I., The midlatitude ionosphere during storm periods and afterwards, // 9th International Conference “Problems of Geocosmos”, Book of Abstracts – СПб.: Соло, 2012. P. 228.

7. Deminov M.G., Deminova G.F., Zhrebtsov G.A., Polekh N.M. Statistical properties of variability of the quiet ionosphere F2-layer maximum parameters over Irkutsk under low solar activity. J. Adv. Space Res. (2012), http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2012.09.037 Проект 7.2. Эмпирическое и теоретическое моделирование экваториальной ионосферы Земли по спутниковым данным и модели ГСМ ТИП Руководитель: Карпачев А.Т., д.ф.-м.н., зав. лаб. ИЗМИРАН, karp@izmiran.ru На основе большого массива данных спутника Интеркосмос-19 построено глобальное распределение foF2 в области экваториальной аномалии (ЭА) для каждого часа местного времени (LT) для летних условий. Впервые детально исследована динамика ЭА с течением местного времени.

1) Развитие ЭА. При высокой солнечной активности ЭА появляется в 08 LT. При этом в летних условиях сначала образуется южный (зимний) гребень экваториальной аномалии. Южный гребень запаздывает в развитии в Американском долготном секторе 270-330. Но уже в 09 LT он хорошо выражен на всех долготах, наиболее ярко в секторе 150-240. Слабо выраженный северный (летний) гребень появляется только в 11 LT, он хорошо выражен только в одном долготном секторе 90-120. Окончательно ЭА с обоими гребнями на всех долготах формируется к полудню, но северный гребень по-прежнему меньше, чем южный. И только в 14 LT ЭА достигает максимального развития с одинаково хорошо выраженными гребнями.

–  –  –

2) Долготные вариации положения гребней ЭА. На рис.2 представлены вариации положения гребней с долготой и местным временем. Как сказано выше, сначала (зимний) формируется южный гребень ЭА. Это связано с преобладающим трансэкваториальным ветром из летнего полушария в зимнее. Положение максимума гребня довольно сильно меняется с долготой – от 5 до 25 геомагнитного наклонения.

Оно практически не меняется ни с долготой, ни с широтой в период 08-10 LT, а затем гребень смешается от экватора и к 12 LT находится в полосе широт от 9I до 35I. В дальнейшем положение южного гребня практически не меняется с широтой. Северный гребень начинается формироваться на отдельных долготах с 11 LT. К 12 LT он появляется на всех долготах и также существенно не меняет свое положение ни широтой, ни с долготой в течение дня. Как следует из рис.1 и рис.2, ЭА в летний период максимально развита в долготном секторе 90. В этом секторе гребни ЭА максимально удалены от экватора, концентрация плазмы в максимумах гребней повышена, а над экватором понижена.

–  –  –

Рис.2. Долготные вариации положения гребней ЭА для разных часов местного времени в период развития.

3) Распад ЭА. При высокой солнечной активности ярко выраженная ЭА наблюдается вплоть до 23 LT – рис.3. Распад ЭА начинается около полночи. И уже к 02 часам ночи остается только северный гребень, слабо развитый. ЭА перестает существовать к 03-04 LT, хотя в отдельные дни слабо развитые гребни ЭА могут наблюдаться на отдельных долготах даже в 05 LT. ЭА практически никогда не наблюдается в период с 05 LT с 07 LT. В это же время отсутствует и экваториальный слой F3.

4) Степень развития ЭА в течение суток. Степень развития ЭА (D) определяется отношением foF2 в максимуме гребня к foF2 в экваториальной впадине. На рис.4 представлены суточные вариации величины D. ЭА отсутствует с 05 до 07 LT, и величина D = 1. ЭА быстро развивается с 07 до 10 LT, а затем ее развитие приостанавливается до 13 LT. Причина такого поведения ЭА неизвестна и будет устанавливаться с помощью расчетов на основе Глобальной Самосогласованной Модели Термосферы, Ионосферы и Протоносферы (ГСМ ТИП), разработанной в Западном отделении ИЗМИРАН. Степень развития ЭА достигает максимума в 19-20 LT, что вызвано вечерним всплеском электрического поля над экватором. Второй максимум наблюдается в 23 LT, что связано, по-видимому, с переворотом вертикального дрейфа плазмы вниз. Это также требует подтверждения модельными расчетами. После полуночи величина D постепенно уменьшается до 1 к 04-05 LT.

Наклонение, град Рис.4. Степень развития D экваториальной аномалии в летний период.

Конференции A.T. Karpachev, N.S. Maksimova, V.A. Telegin, M.V. Klimenko, V.V. Klimenko Diurnal Variations in the Equatorial Anomaly Structure from the Intercosmos-19 Data for the Summer Solstice and High Solar Activity / The III International Conference “Atmosphere, ionosphere, safety” (AIS-2012)б June 24–30, 2012, Kaliningrad, Russia.

Проект 7.3.

Разработка физической модели электродинамического атмосферно ионосферного взаимодействия.

Руководитель: Сорокин В.М., д.ф.-м.н., зав. лаб. ИЗМИРАН, sova@izmiran.ru

–  –  –

q = (104 103 ) Вт/м2. Одним из основных источников нагрева ионосферы является коротковолновое излучение Солнца ( 1026 A ). Приток тепла в результате поглощения этого излучения выше 100 км составляет примерно q = 10 3 Вт/м2 и в зависимости от солнечного цикла может изменяться в несколько раз в ту или иную сторону. Из приведенных оценок следует, что тепло, выделенное элек-трическим током в ионосфере над зоной подготовки землетрясения, составляет значительную часть общего теплового баланса ионосферы. Следо-вательно, этот источник тепла решающим образом влияет на ее состояние. Нагрев токами ионосферы увеличивает масштабы высотного распределения ионосферных компонент и, следовательно, высотного профиля слоя F2. Так как источник тепла локализован в нижних слоях ионосферы (120-150 км), то разогрев верхних слоев ионосферы, расположенных над слоем протекания электрического тока, осуществляется движением нагретого газа в вертикальном направлении. На рис.5 приведены результаты расчета потока тепла, выделяемого электрическим током, протекающим в E слое ионосферы. Этот тепловой поток приводит к нагреву F слоя ионосферы и увеличению его температуры, результаты расчета которой приведены на рис.4.

В работе получена оценка возмущения ПЭС, возникающего в результате совместного воздействия вертикального дрейфа плазмы F2-области в электрическом поле и нагрева ионосферы этим же полем. Использовано квазиодномерное стационарное уравнение переноса в наклонном магнитном поле. Это приближение справедливо, т.к.

характерные пространственные масштабы изменения возмущения в горизонтальном направлении значительно больше чем в вертикальном. Поток ионов на нижней границе F2 слоя определяется только их дрейфом, пренебрегая эффектами диффузии. Величина потока ионов на верхней границе ионосферы выбрана в соответствии с экспериментальными данными. На рис.5 и 6 приведены результаты расчета возмущения полного электронного содержания для разных уровней солнечной активности. Расчеты показали, что нагрев ионосферы электрическим током сейсмического происхождения приводит к изменению ПЭС на такую же величину, что и дрейф плазмы в поле этого тока.

Дрейф плазмы в электрическом поле сопровождается ростом и убыванием ПЭС в областях возмущенного региона, а нагрев ионосферы током приводит только к его росту.

Пространственное распределение ПЭС возникает в результате действия этих двух факторов и его характер зависит от соотношения между ними.

Литература.

Klimenko M.V., Klimenko V.V., Zakharenkova I.E., Pulinets S.A. Variations of equatorial electrojet as possible seismo-ionospheric precursor at the occurrence of TEC anomalies before strong earthquake // Advances in Space Research, 2012, 49, 509–517 Liu J.Y., Chen Y.I., Chuo Y.J., Tsai H.F. Variations of ionospheric total electron content during the Chi-Chi earthquake // Geophysical research letters, 2001, 28, 1383-1386.

Сорокин В.М., Чмырев В.М. Электродинамическая модель ионосферных предвестников землетрясений и некоторых видов катастроф // Геомагнетизм и аэрономия, 2002, 42, 821-828.

Sorokin,V.M. and Chmyrev,V.M. Modification of the Ionosphere by Seismic Related Electric Field // Atmospheric and Ionospheric Electromagnetic Phenomena Associated with Earthquakes. Ed. M. Hayakawa., Terra Scientific Publishing Company (TERRAPUB), Tokyo. 1999, 805 - 818.

Sorokin, V.M., Chmyrev, V.M., Yaschenko, A.K. Theoretical model of DC electric field formation in the ionosphere stimulated by seismic activity. J. Atmos. Solar-Terr. Phys., 2005, 67, 1259-1268.

Sorokin, V.M., Yaschenko, A.K., Hayakawa, M. A perturbation of DC electric field caused by light ion adhesion to aerosols during the growth in seismic-related atmospheric radioactivity.

Nat. Haz. Earth Syst. Scien., 2007, 7, 155-163.

Sorokin V.M., Chmyrev V.M. Atmosphere – ionosphere electrodynamic coupling. In “The Atmosphere and Ionosphere: Dynamics, Processes and Monitoring”. (Eds.: V.L. Bychkov, G.V. Golubkov, A.I. Nikitin). Springer. 2010, 97-146. ISBN: 978-90-481-3211-9 Zakharenkova I.E., Shagimuratov I.I., Tepenitzina N.Yu., Krankowski A. Anomalous Modification of the Ionospheric Total Electron Content Prior to the 26 September 2005 Peru Earthquake. // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 2008, 70, 1919-1928.

Публикация.

Сорокин В.М., Ружин Ю.Я., Ященко А.К. О физическом механизме формирования возмущения полного электронного содержания ионосферы в сейсмическом регионе.

Геомагнетизм и аэрономия, 2012 (послано в печать).

Конференции.

1. International Workshop on Electromagnetic Phenomena Associated with Earthquakes and Volcanoes (EMSEV 2012), September 30 - October 4, 2012, Shizuoka, Tokyo, Japan

2. International Aerospace 2012 Exhibition and Conference. October 07 – 17, 2012. Nagoya.

Japan.

Доклады Sorokin V.M., Hayakawa M. Perturbation of the atmosphere – ionosphere electric current and the formation of accompanying earthquake precursors.

Sorokin V.M., Yaschenko A.K., Ruzhin Yu.Ya. Possible mechanism of the seismic related TEC perturbation.

Sorokin V.M., Yaschenko A.K., Ruzhin Yu.Ya., Novikov V.A. Model for solar flare influence to the seismic activity.

Sorokin V.M., An application of micro and nano satellites for early detection and monitoring of earthquake precursors.

Проект 7.4.

Применение метода ЛЧМ-зондирования в задаче мониторинга ионосферы и диагностики нелинейного взаимодействия мощных волновых пучков с ионосферной плазмой.

Руководитель: Крашенинников И.В., к.ф.-м.н., зав. лаб. ИЗМИРАН, krash@izmiran.ru Основной результат. В рамках моделирования распространения радиоволн декаметрового диапазона в глобальной модели ионосферы получена оценка необходимой мощности излучения с борта геостационарного ИСЗ в методе ЛЧМ-зондирования для просвечивания ионосферной плазмы.

Метод внешнего зондирования ионосферы, реализуемый с помощью низкоорбитальных ИСЗ давно зарекомендовал себя одним из эффективных инструментов экспериментального изучения околоземного космического пространства. Однако методу присущи определенные ограничения, связанные с большой скоростью перемещения и смещения орбиты низкоорбитальных ИСЗ вдоль земной поверхности. Эти ограничения снимаются в методе многочастотного радиопросвечивания (МРП), при котором излучатель переменной частоты (3 30 МГц) располагается на ИСЗ с геостационарной орбитой, а сеть автономных приемных устройств, перестраиваемых синхронно с бортовым передатчиком, – на земной поверхности. В этом случае носителями информации о состоянии среды являются трансионосферные сигналы, прошедшие сквозь ионосферу на границе радиопрозрачности ионосферы – на наинизших частотах (НЧ) отсечки. Последние определяются, главным образом, критической частотой слоя F2 – foF2 в плоскости распространения.

Для моделирования процесса прохождения радиоволн от геостационарного спутника до поверхности Земли использовалась комбинация глобальных ионосферных моделей: СМИ-88, IRI и NeQuick, так, чтобы к 36 000 км электронная концентрация сходила к нулю и была возможность описания электронной плотности и эффективной частоты соударений электронов с ионами и нейтральными молекулами газов. Механизм переноса волнового поля – геометрическая оптика в столкновительной плазме.

Рисунок 1. - Широтный ход части базового Ne(h)-профиля на долготе 37,5 в.

д. для

12.00 LT 09.07.2010 и лучевые траектории сигналов на частоте отсечки, распространяющихся с геостационарного КА.

При трансионосферном зондировании «геостационарный ИСЗ – наземный приемный пункт» принципиальным моментом является оценка необходимой мощности радиопередающего устройства и, как следствие, выбор вида рабочего сигнала для уверенной регистрации следов трансионограммы. В настоящее время практика зондирования ионосферы имеет в своем распоряжении три вида сигналов: простой (ЛЧМ) гладкий импульс, линейно-частотно модулированный и фазо-кодо манипулированный (ФКМ) сигналы. Два последних относятся к классу широкополосных сложных сигналов и при равной эффективности с классическим гладким импульсом позволяют, как опять же показывает практика, значительно (на порядок) снизить мощность излучателя.

Для уверенного выделения сигнала необходимо, чтобы соотношение сигнал/шум с учетом коэффициента усиления приемной антенны, по крайней мере, составляло ~20 дБ.

Предположим, что в качестве приемных антенн в точках приема будут использоваться слабонаправленные вертикальный или горизонтальный диполи. Излучение также осуществляется посредством антенны дипольного типа. Для короткого диполя, находящегося в свободном пространстве и стандартного излучателя 1 кВт на рисунке 2 представлены две синтезированные в изотропном приближении распространения радиоволн трансионограммы при приеме в двух точках вдоль нулевого меридиана: вблизи (широта - 5) и на широте 55. Уровень солнечной активности – средний экватора ( R = 50 ) и время – локальный полдень. Видно, что дополнительная рефракция и Рисунок 2.- Синтезированные ионограммы трансионосферного зондирования ионосферы с геостационарного ИСЗ в глобальной модели ионосферы для локального полудня сентября месяца и широт приема: 5(а) и 55(б).

поглощение поля волны за счет передачи энергии среде через частоту соударений электронов с ионами и нейтральными молекулами азота, кислорода и атомарного кислорода, рассчитываемую в модели СМИ-88, приводит к существенному уменьшению напряженности поля. Характер уменьшения волнового поля от частоты нелинеен.

Особенно быстрое спадание поля имеет место вблизи частоты отсечки вследствие большой расходимости при прохождении антиволноводного участка траектории в окрестности главного ионосферного максимума (рис. 1). В таблицах 1 и 2 представлены результаты оценки соотношения сигнал/шум ( SNR = S N ) в базовом решении (для мощности излучателя в 1 кВт) для 3-х частот: 12, 20 и 30 МГц. В данном случае рассматривался электромагнитный шум, состоящий из трех компонент: атмосферного, галактического и антропогенного происхождения. Уровень антропогенного шума выбирался для загородной зоны расположения приемной станции, что естественно для ионосферных обсерваторий.

–  –  –

Альтернативный подход состоит в использовании сложных широкополосных сигналов. В настоящее время в практике наклонного радиозондирования ионосферы, включая специфические исследования волнового поля, рассеянного на искусственных неоднородностях, генерируемых при воздействии мощного радиоизлучения на ионосферу, (линейно-частотно апробированным средством является использование ЛЧМ модулированного) сигнала. Так, при работе с наиболее употребительными параметрами ЛЧМ-сигнала: скоростью перестройки 100 кГц/с и временем интегрирования для оценки спектра 1 с, частотное разрешение составит 100 кГц. Изменение соотношения S/N для мощности излучения 100 Вт и указанных выше параметрах можно оценить из соотношения энергии ЛЧМ-сигнала к энергии, переносимой в импульсе за 1 сек, и оно составит ~ 20 дБ, что вполне достаточно для надежного приема сигнала.

Публикации:

1. Гивишвили Г.В., Данилкин Н.П., Жбанков Г.А., Крашенинников И.В. Возможность радиозондирования ионосферы в декаметровом диапазоне с борта геостационарного ИСЗ.

// Геомагнетизм и аэрономия (находится в печати).

2. Гивишвили Г.В., Данилкин Н.П., Жбанков Г.А., Крашенинников И.В. Дистанционное зондирование ионосферы в декаметровом диапазоне с борта геостационарного ИСЗ.

Доклад на конференции “Электромагнитные методы исследования окружающего пространства”, Харьков, Украина, 2012.

Проект 7.5.

Моделирование и анализ плазменно-электродинамических процессов взаимодействия в системе ионосфера-атмосфера: взаимодействие мощных электромагнитных пучков с ионосферным слоем F2.

Руководитель: Молотков И.А., д.ф.-м.н., ИЗМИРАН, iamolotkov@yandex.ru Идея создания управляемых радиоканалов мощным электромагнитным излучением с поверхности Земли привела к исследованию возможности модификации ионосферной плазмы мощным наклонным радиоизлучением. Ранее, в ряде теоретических работ рассматривались эффекты нагрева F-области ионосферы мощным вертикальным радиоизлучением. Первые же эксперименты были направлены на обнаружение усредненных эффектов разогрева ионосферы направленным вертикально вверх излучением с земной поверхности. Теория такого разогрева основана на плазменных резонансах. В то же время первые теоретические оценки влияния на ионосферу мощного наклонного радиоизлучения на частотах выше плазменной при облучении ионосферы были весьма пессимистичными. Однако продуманная постановка эксперимента с использованием пробного сигнала привела к обнаружению эффекта взаимодействия волна-ионосфера и при наклонном распространении мощной радиоволны. Были проведены успешные эксперименты с использованием диагностического ионозонда, расположенного в средней точке трассы. Последующие эксперименты объединяли возмущения и характер изменения электронной плотности в этой области. Эти исследования подтвердили факт образования области возмущения с пониженной электронной концентрацией в окрестности каустического острия в слое F2-ионосферы.

Анализ экспериментальных результатов и теоретическое моделирование нелинейного взаимодействия волна - ионосфера при наклонном распространении позволяет аналитически установить диагностику ионосферы в средней точке трассы по данным вертикального зондирования с использованием пробного радиосигнала, распространяющегося вдоль наклонной трассы.

Теоретическое описание в рамках упрощенных моделей позволило в целом проанализировать наблюдаемые явления и объяснить поведение пробного сигнала. Это моделирование выявляет основные физические механизмы формирования возмущенной области при наклонном разогреве. В дальнейшем были проведены уточнения модели, учитывающие процессы диффузии электронной плотности и самовоздействия мощной электромагнитной волны. Моделирование экспериментальных исследований с одновременным использованием диагностического зондирования ионосферы позволило определить локализацию эффектов.

По материалам проведенного исследования сделан доклад на международной конференции в Харькове (2012, август) и написана подробная статья для журнала Advances in Space Research. Статья прошла рецензирование и будет опубликована в начале будущего года.

Проект 7.6.

Исследование отклика ионосферы на воздействие солнечных рентгеновских вспышек.

Руководитель: Гивишвили Г.В., д.ф.-м.н., зав. лаб. ИЗМИРАН, givi@izmiran.ru Скорость ионизации слоя Е ионосферы q определяется двумя важнейшими источниками ультрафиолетовым (Ju) и рентгеновским (Jx) излучением Солнца. При этом ультрафиолетовое излучение (L и 977 ) ионизует, главным образом, молекулы О2 со скоростью qu, а рентгеновское (линии 37-110 ), взаимодействует со всеми газовыми компонентами, включая основные – N2, О2 и О, со скоростью qx.

Таким образом:

qx(h) С1Jх {[N2]+[О2]+[О]}, qu(h) С2 Ju [О2], где С1 и С2 - константы, не зависящие от времени. Результаты непрерывных рядов наземных измерений критической частоты слоя Е – foE методом ВЗ и спутниковых измерений потоков рентгеновской радиации Jx позволяют оценивать относительное содержание N2, О2 и О на высотах слоя Е в момент вспышки, так как

–  –  –

Рис. 1. Фрагмент суточного хода параметров ионосферы на ст. Москва и потока рентгеновского излучения Солнца, зарегистрированные 20.08.1979 г. Жирная линия – вариации (J1-8) до, во время и после вспышки. Ромбики – минимальная частота зондирующих сигналов fmin, отражающихся от ионосферы (разрыв, совпадающий со временем вспышки, вызван резким многократным ростом электронной концентрации на высотах 7090 км, приводящим к полному поглощению радиоволн в момент вспышки).

Темные кружочки – фоновый дневной ход fоЕ, светлые – частоты fоЕF, имевшие место 20.08.1979 г. Темные треугольники – частота экранировки fbEs спорадическим слоем Es.

Так как в течение 4-х лет (19741977 г.г.) отсутствуют данные о потоках в диапазоне 18, всего получено 22 значения zy. По ним вычислены средние оценки zy - и нормированные величины zy / zy. Поскольку параметр С – постоянная величина, zy многолетние вариации zy / zy отражают многолетний среднегодовой тренд /, представленный на (рис. 2).

/ 1,7 1,2 0,7

–  –  –

Рис.2. Многолетний ход среднегодовых нормированных значений /. Заполненные кружочки соответствуют данным, найденным для р = 0,35, пустые – для р = 0,25.

Из него легко видеть, что разница между значениями z, определенными при p = 0,25 и p = 0,35 столь малы, что их можно не принимать во внимание. Это свидетельствует о том, что спутниковые измерения интенсивности рентгеновского излучения в диапазоне 18 служат надежным индикатором вклада в ионизацию слоя Е рентгеновского излучения в целом.

Чтобы выявить сезонные колебания отношения скоростей ионообразования qх и qu, на трехмесячных интервалах m{m–1, m, m+1} определены средние значения (qх/qu)m,y величин (qх/qu). где y – номер года, а m – номер месяца в году. Для каждого года y значения (qх/qu)y величин (qх/qu)m,y вычислены среднегодовые и получены нормированные значения Qm,y = (qх/qu)m,y /(qх/qu)y, характеризующие внутригодовые относительные вариации (qх/qu). По ним определены средние значения Qm и стандартные отклонения sm величин Qm,y. Сезонные вариации Qm (эквивалентные отношению Rq = qх / qu ) показывают, что соотношение вклада qх и qu в образование слоя Е в течение года меняется в пределах ±15%. Этот результат близок к модельным представлениям о сезонных вариациях отношения {[N2]+[О2]+[О]}/[О2] в диапазоне высот 100115 км: согласно [4] они составляют ± 1520 %.

максимальное значение параметра Qm, Вместе с тем, нами получено, что а, следовательно, и отношения {[N2]+[О2]+[О]} / [О2] на высотах 100115 км, наблюдается не в летние месяцы, а в весеннее равноденствие. Это противоречит данным модели MSIS-90, в которой не отражены подобные вариации газового состава нижней термосферы.

Возможная причина расхождения экспериментальных результатов и модельных модели MSIS-90 не содержатся сведения о представлений состоит в том, что в полугодовых вариациях, в частности, концентрации атомного кислорода, которые могли бы повлиять на характер сезонных колебаний параметров Qm и.

Далее, для тех же трехмесячных интервалов m определялись средние значения zm,y (в долях года), где y – величин z и среднее время соответствующих наблюдений tm,y номер года, а m – номер месяца в году. Для каждого m по всем годам определено среднее значение zm величин zm,y и вычислены относительные величины Zm,y=zm,y / zm, которые соответствуют изменениям отношения m / m в течении года. Из регрессионного уравнения Zm,y = аm + bm tm,y найдены bm скорость роста Zm,y и sbm его стандартные отклонения. Они свидетельствуют о том, что скорость многолетнего тренда нормированного отношения {[N2] + [О2] + [О]} / [О2] испытывает в течение года лишь незначительные сезонные колебания. Отсюда следует, что уменьшение концентрации О2 относительно суммарной концентрации N2, О2 и О происходит с примерно постоянной в течение года скоростью, составляющей 0,034±0,005 год-1. Этот результат подтверждает полученный ранее вывод, основанный на анализе как наземных и спутниковых данных, который проводился тем же весеннего периода [3], так и на основе данных только методом, но лишь для вертикального зондирования [5,6].

4. Выводы.

Исследования многолетнего тренда газового состава нижней термосферы над Москвой, проведенные на базе наземных данных вертикального зондирования и спутниковых измерений потоков рентгеновского излучения Солнца, позволяют придти к следующим заключениям.

1. В период 1969 1994 г.г. соотношение вкладов рентгеновского и ультрафиолетового излучения Солнца в ионизацию слоя Е ионосферы оставалось практически неизменным в течение года.

2. При этом среднегодовые значения отношения qх/qu возрастали со скоростью 0,034 ±

0.005 год -1, свидетельствуя об увеличении отношения {[N2] + [О2] + [О]} / [О2] на высотах нижней термосферы с той же среднегодовой скоростью. Этот результат можно интерпретировать как примерно двукратное уменьшение содержания О2 на высотах 105км за 25 лет наблюдений, имевшее место над Московским регионом в конце 20 столетия.

3. Сезонные вариации многолетнего тренда отношения {[N2] + [О2] + [О]} / [О2] на указанных высотах испытывали колебания в пределах ± 15 %.

ЛИТЕРАТУРА

1. Иванов-Холодный Г.С., Лещенко Л.Н., Одинцова И.Н. Соотношение рентгеновского и ультрафиолетового излучений солнечных вспышек в ионизации Е-области ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1976. Т. 16. No. 2. С. 246-250.

2. Гивишвили Г.В., Лещенко Л.Н. Годовой ход газового состава на высотах слоя E ионосферы // Солнечно-земная физика: сб. науч. тр. Издательство СО РАН. 2009.

Вып. 14. С. 89-92.

3. Гивишвили Г.В., Иванов-Холодный Г.С., Лещенко Л.Н., Чертопруд В.Е.

Солнечные вспышки и газовый состав верхней атмосферы. // Геомагнетизм и аэрономия. 2005. Т.45. No. 2. С.14.

4. Hedin A. E. Extension of the MSIS thermospheric model into the middle and lower atmosphere // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. P.1159.

5. Гивишвили Г.В., Лещенко Л.Н. Долговременные тренды свойств ионосферы и термосферы средних широт // Доклады Академии Наук. 1993. Т. 333. No. 1. С. 86Гивишвили Г.В., Лещенко Л.Н. Динамика климатического тренда среднеширотной области Е ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1995. Т. 35. No. 3. С. 166-173.

Проект 7.7.

Трехмерная структура ионосферных возмущений, вызванных проявлениями космической погоды.

Руководитель: Шагимуратов И.И., к.ф.-м.н., директор ЗО ИЗМИРАН, pcizmiran@gazinter.net

1. Введение Одним из известных эффектов проявления космической погоды являются сцитилляции амплитуды и фазы трансионосферных сигналов на высоких широтах.

Сцинтилляции обусловлены дифракцией и рефракцией радиоволн на ионосферных неоднородностей различных масштабов.

Наиболее эффективными и регулярным источниками получения информации о состоянии космической погоды являются GPS/ ГЛОНАСС наблюдения. Ионосферные неоднородности могут вызывать резкие изменения фазы GPS сигналов, и как следствие, это может приводит к срыву приема сигналов. В конечном итоге это сказывается как на работе навигационных систем GPS/ ГЛОНАСС, так и на качестве и точности позиционирования.

GPS/ГЛОНАСС наблюдения, доступные для всех пользователей, не содержат информацию об амплитуде сигналов, поэтому по ним можно выделять только информацию о фазовых флуктуациях. Стандартные наблюдения, представляемые в Rinеx формате, проводятся с интервалом измерений 30 сек. Такой невысокий темп измерений может обеспечить информацией о медленных вариациях фазы, которые обусловлены рефракцией радиоволн на неоднородностях размерами более 10 км. Дифференциальная фазовая задержка сигналов 1,2/1,6 ГГц является мерой интегрального содержания электронов (ТЕС) на линии связи спутник-приёмник. Поэтому в качестве величины, характеризующей фазовые флуктуации, принято использовать изменение ТЕС во времени вдоль траектории движения спутника на ионосферных высотах - Rate of TEC (ROT) на одноминутном интервале. Единица измерения TECU/min, 1 TECU=1016 электрон/м2.

Интенсивность флуктуаций оценивалась через индекс ROTI. Индекс характеризует дисперсию параметра ROT.

Проведённые нами ранее исследования показали, что флуктуационная активность зависит от геомагнитной возмущённости. Интенсивность флуктуаций существенно увеличивается во время магнитных бурь. Для некоторых типов флуктуаций наблюдается высокая корреляция с параметрами межпланетного магнитного поля. В отчете в качестве примера показаны результаты анализа данных по проявлению флуктуаций GPS сигналов в области аврорального овала во время магнитной бури октября 2010 года.

2. Результаты и их обсуждение Рассматриваемая буря носила изолированный характер, и ее можно отнести к разряду умеренной. Активная фаза бури имела место 11 октября (Рис.1). Максимальная величина Кр индекса составила 4, Dst достигал значения -65 нТл. По данным спутниковых измерений регистрировалось резкое увеличение концентрации солнечного ветра, изменение его скорости и знака Bz компоненты межпланетного магнитного поля.

Пространственно-временная динамика активности ТЕС флуктуации анализировалась с использованием параметра ROT. Этот параметр удобен в использовании, поскольку при его вычислении неизвестная начальная фаза автоматически удаляется, тем самым отпадает необходимость в сложной обработке данных измерений. Это позволяет автоматизировать полностью процесс обработки измерений и проводить сопоставление результатов для различных станций.

–  –  –

Рис.1. Основные характеристики космической погоды, полученные по данным наземных станций (слева) и измерений на спутниках Wind и ACE (справа).

Проявление ТЕС флуктуаций на субавроральной станции NNVN и авроральной KUAQ в течение суток для 10-12 октября 2010 г. показано на рис.2. Здесь для каждого пролета спутника над станцией наблюдения представлена вариация ROT вдоль пролета для всех 24 спутников системы GPS (на диаграмме слева указаны номера спутников).

Картина ярко демонстрирует динамику проявления ТЕС флуктуации во время развития магнитной бури. День 10 октября, предшествующий буре, был спокойным. На станции NNVN, находящейся южнее экваториальной границы провала, в спокойных условиях флуктуации ТЕС проявляются слабо. На станции KUAQ, находящейся в овале, флуктуации от слабой до умеренной интенсивности наблюдались в ночное время. Во время бури на обеих станциях прослеживается тенденция к увеличению интенсивности флуктуаций ТЕС. Наиболее четко это проявляется на станции NNVN, расположенной на экваториальной границе аврорального овала. Это свидетельствует о том, что во время бури граница овала сместилась к низким широтам. На станции KUAQ, интенсивность флуктуаций существенно увеличилась на всех пролетах спутников, увеличился и временной интервал в периоды, когда наблюдались флуктуации.

В качестве меры интенсивности флуктуаций использовался индекс ROTI. На рис. 3 для обеих станций представлена картина поведения интенсивности ТЕС флуктуаций в координатах: исправленная геомагнитная широта (CGL - Corrected Geomagnetic Latitude) и местное магнитное время (MLT).

Развитие ТЕС - флуктуационной активности на обеих станциях носит схожий характер. На станции NNVN в спокойный день наблюдалось малое число флуктуаций с интенсивностью не больше 0,1 ROT/мин. Максимальная активность TEC флуктуаций приходится в районе местной магнитной полуночи на широтах около 65° CGL. На авроральной стации KUAQ регистрировались флуктуации большей интенсивности, и их количество было заметно выше. Наблюдались флуктуации в большей части на пролетах севернее станции.

В возмущенный день активность ТЕС флуктуаций и их интенсивность существенно возросла на обеих станциях. На станции NNVN флуктуации наблюдались в послеполуденное магнитное время. На станции KUAQ флуктуации регистрировались почти целый день. Область, где регистрировались флуктуации, выглядит в виде овала, который во время возмущения расширяется по широте и времени. Такое поведение можно видеть и для субавроральной станции NNVN. Это подтверждает ранее предложенную интерпретацию, согласно которой поведение овала неоднородностей контролируется временем входа и выхода станции в зону аврорального овала. На фазе восстановления 12 октября интенсивность флуктуаций на станции NNVN остаётся высокой, но локализуются в районе магнитной полуночи; на станции KUAQ вид овала неоднородностей мало изменился. Это свидетельство того, что ионосфера, как и состояние космической погоды, остаются возмущенными.

Satellite number

–  –  –

Результаты исследований докладывались на международных научных конференциях:

1. Annual Seminar “Physics of Auroral Phenomena”, Apatity, February 2012. Ionospheric fluctuations over high-latitude using Greenland GPS network and aurora. I. Shagimuratov, S.

Chernouss, Iu. Cherniak, I. Ephishov. Book of abstracts.

2. European Geoscines Union General Assembly 2012, Vienna, April 2012. The response of GPS TEC to the sequence of September 2011 geomagnetic storms. I. Shagimuratov, A.

Krankowski, Iu. Cherniak, I. Zakharenkova, G. Yakimova, L. Koltunenko. Book of abstracts.

3. Atmosphere, Ionosphere, Safety-2012, Kaliningrad, June 2012, Comparison ionospheric effects of October 2008 and July 2009 storms. Irk I. Shagimuratov, Ivan V. Karpov, Irina E.

Zakharenkova, Galina A. Yakimova, Liza M. Koltunenko. AIS-2012, Book of abstracts, Kaliningrad 2012, p.191-192.

4. Atmosphere, Ionosphere, Safety-2012, Kaliningrad, June 2012, Height structure of the ionosphere during October 2008 storm. Irina E. Zakharenkova, Irk I. Shagimuratov, Iurii V.

Cherniak, Galina A. Yakimova. AIS-2012, Book of abstracts, Kaliningrad 2012, p.81-82.

5. ХVIII региональная конференция по распространению электромагнитных волн, СанктПетербург, Ноябрь 2012. Флуктуации GPS сигналов в высокоширотной ионосфере и космическая погода. И.И. Шагимуратов, И.И. Ефишов, Ю.В. Черняк, Е.М. Колтуненко, Н.Ю. Тепеницина, Г.А. Якимова. Труды конференции, 4 стр.

6. 39th COSPAR Scientific Assembly, 14-22 July 2012, Mysore, India. Features of the ionospheric storms’ occurrence at 24th solar cycle beginning. Iurii Cherniak, Ivan Galkin, Irk Shagimuratov, Andrzej Krankowski, Irina Zakharenkova, Nina Korenkova, Vladimir Leschenko.

Book of abstracts, 2p.

Проект 7.8.

Формирование ионосферных эффектов от внезапных стратосферных потеплений Руководитель Кореньков Ю.Н., д.ф.-м.н., зав. лаб. ЗО ИЗМИРАН, pcizmiran@gazinter.net Стратосферные потепления представляют собой особые метеорологические вариации в нижней атмосфере (30-40 км) высоких широт. Во время потепления температура стратосферы резко возрастает на десятки градусов, нормальный зимний полярный вихрь изменяет свое положение и форму и происходит усиление волновой активности, в частности, планетарных волн с зональными числами 1 и 2. Несмотря на то, что SSW происходит в высоких широтах, вызываемые им ионосферные возмущения имеют глобальный характер, что подтверждается экспериментальными данными [1, 2].

Это связано с перестройкой системы циркуляции в нижней термосфере, приводящей к изменению глобального распределения динамо электрического поля в ионосфере и изменению состава нейтральной атмосферы на высотах F2 области ионосферы. Попытки моделирования эффектов SSW в ионосфере неоднократно предпринимались различными исследователями [3, 4] c использованием трехмерных глобальных моделей атмосферы и ионосферы. Основное внимание в этих исследованиях уделялось электродинамике и вариациям полного электронного содержания (ТЕС) в экваториальной ионосфере во время SSW. Стратосфера при этом в общей модели рассматривалась как составная часть нейтральной атмосферы.

Мы представляем результаты расчетов ионосферных эффектов SSW, полученных с использованием Глобальной Самосогласованной Модели Термосферы, Ионосферы и Протоносферы (ГСМ ТИП), разработанной в Западном отделении ИЗМИРАН для области высот от 80 км до 15 радиусов Земли. Выполнены исследования глобального отклика системы термосфера-ионосфера на внезапное стратосферное потепление, проведены расчеты влияния нижней атмосферы на поведение термосферных и ионосферных параметров с использованием различных граничных условий. Рассмотрены изменения нейтральной температуры, состава и ионосферных параметров во время SSW 2009 года.

Краткое описание модели ГСМ ТИП. Модель ГСМ ТИП рассчитывает для заданных входных данных глобальное распределение температуры Tn, концентраций (О2, N2, О) и вектора скорости нейтральной составляющей верхней атмосферы Земли, концентрации, температуры и скорости атомарных (О+, Н+) и молекулярных ионов, а также двумерное распределение потенциала электрического поло динамо и магнитосферного происхождения. При этом используется пространственная сетка 5 по широте и 15 по ° долготе в сферической геомагнитной системе координат. Решение системы моделирующих уравнений непрерывности, движения и теплового баланса нейтральных и заряженных частиц верхней атмосферы Земли, записанных в квазигидродинамическом приближении, и уравнения, описывающего закон сохранения полного тока в ионосфере Земли, осуществляется конечно-разностными методами. Основными входными параметрами модели являются солнечное УФ и КУФ излучение, энергия и поток энергии высыпающихся авроральных электронов, разность потенциалов через полярные шапки и продольные токи второй зоны. Более подробное описание модели можно найти в [5, 6].

Постановка задачи. Для проведения расчетов был выбран случай сильного SSW, имевшего место в 15–30 января 2009 г. Этот период характеризуется низкой солнечной (F10.7 ~ 70) и геомагнитной активностью (Кр 3). Пик потепления приходится на 23–24 января и увеличение составляет ~ 50 К на высоте стратосферы (30 км). Параметры взаимодействия между нижней атмосферой, мезосферой и нижней термосферой (MLT) задавались в виде глобальных распределений Tn и плотности нейтрального газа на нижней границе модели ГСМ ТИП (80 км). В спокойных условиях использовалась модель нижней атмосферы COMMA-LIM [7]. В случае SSW на нижней границе ГСМ ТИП мы использовали два варианта граничных условий: 1. суперпозицию фоновых значений параметров модели COMMA-LIM и возмущения в виде планетарной волны (PW) с зональным числом 1 и амплитудными значениями Тn ~ ±20 К на географической широте 60° (рис. 1); 2. значения термосферных параметров, рассчитанные в модели TIME-GCM [4] на высоте 80 км для этого же события SSW. Результаты расчетов сравнивались с экспериментальными данными Тn, полученными над Иркутском (52°N, 104°Е) на высотах 80 и 96 км для рассматриваемого периода. В качестве невозмущенного состояния верхней атмосферы выбирались распределения параметров для 22 января, которые сравнивались с аналогичными параметрами для 25 и 27 января.

Результаты расчетов. Из рис. 1 отчетливо видно возмущение Tn, имеющее вид 1, планетарной волны несимметричной относительно географического полюса.

Результаты сравнения временных вариаций Tn в стратосфере и нижней термосфере, наблюдавшихся над Иркутском, с данными модельных расчетов на высотах 80 и 96 км.

показали, что для высоты 80 км согласие с экспериментом очень хорошее, а для высоты 96 км модельные значения несколько переоценивают наблюдаемые величины. Из рис. 2 видно, что возмущения Tn, заданные на нижней границе модели, приводят к отрицательным возмущениям foF2 практически всюду. Этот результат согласуется с данными наблюдений COSMIC в январе 2009 года, представленными в [2]. Результаты модельных расчетов показывают две отчетливых области отрицательных возмущений.

Отрицательный максимальный эффект в районе южного гребня экваториальной аномалии (ЭА) составляет 1.5 МГц, то есть ~ 20% от дневных фоновых значений foF2 8 МГц.

Кроме того, формируются две обTn, K h = 80 km 24:00 UT ласти с небольшими положительными возмущениями foF2 вблизи (65°N, Latitude (deg)

–  –  –

Результаты исследований были представлены на следующих конференциях:

1. Клименко М.В., Клименко В.В., Бессараб Ф.С., Кореньков Ю.Н., Карпов И.В., Ратовский К.Г., Коренькова Н.А., Степанов А.Е., Черниговская М.А. Седьмая ежегодная конференция "Физика плазмы в солнечной системе", 6-10 февраля 2012, ИКИ РАН.

Ионосферные эффекты внезапного стратосферного потепления 2009 года.

2. Klimenko M., Liu H., Klimenko V., Bessarab F., Korenkov Yu., Roble R., Karpov I. Model studies of electrodynamics and ionospheric variability during Sudden Stratospheric Warming 2009 event. 39-th Scientific Assembly of the Committee on Space Research, July 14-22 Mysore, India.

3. Korenkov Yu., Klimenko M., Bessarab F., Klimenko V., Karpov I. Resent Model Studies of the Sudden Stratospheric Warming Effects in the Thermosphere and Ionosphere. Book of abstracts of International conference “Atmosphere, Ionosphere, Safety (AIS-2012), Kaliningrad, June 24-30, 2012, P. 21-23.

4. Korenkov Yu., Klimenko M., Klimenko V., Bessarab F., Karpov I. Modeling of the thermosphere-ionosphere system response to the high-latitude Sudden Stratospheric Warming events. Book of abstracts 35-th Annual Seminar Physics of Auroral Phenomena, Apatity, 28 February – 2 March, 2012, P.50.

5. Klimenko M., Klimenko V., Vesnin A., Condor P., Ratovsky K, Liu H., and Karpachev A. F3 Layer Variability During SSW Events. Book of abstracts 13-th International Symposium on Equatorial Aeronomy. March 12-16, 2012, Paracas, Peru. P.48-49.

6.Klimenko M., Liu H., Klimenko V., Bessarab F., Korenkov Yu., Roble R., Ratovsky K., Goncharenko L., Sahai Y., Korenkova N., Karpov I., Vesnin A. Chernigovskaya., M., Fagundes P., Alessandro De Abreu, Rodolfo De Jesus, and Condor P. Ionospheric Variability During SSW 2009 Event – TIMEGCM and GSM TIP Model Results and Observations. Book of abstracts 13-th International Symposium on Equatorial Aeronomy. March 12-16, 2012, Paracas, Peru. P.43.

7. М.В. Клименко, В.В. Клименко, Ю.Н. Кореньков, Ф.С. Бессараб, Г.-Л. Лиу, Е.В.

Розанов, К.Г. Ратовский, И.В. Карпов, Р.Дж. Робль, М.А. Черниговская. Влияние нижней атмосферы на параметры глобальной системы термосфера-ионосфера во время внезапного стратосферного потепления. Тезисы XVIII Международный Симпозиум "Оптика Атмосферы и Океана. Физика Атмосферы", 2 - 6 июля 2012 года, г. Иркутск.

Проект 7.9.

Влияние вариаций солнечного ветра и межпланетного магнитного поля на глобальное распределение параметров ионосферы во время геомагнитных бурь Руководитель: Клименко М.В., к.ф.-м.н., н.с. ЗО ИЗМИРАН, maksim.klimenko@mail.ru

–  –  –

-30 -30

-30 -30

-60 -60

-60 -60

–  –  –

Рис. 2. Рассчитанные в модели ГСМ ТИП глобальные карты возмущений критической частоты максимума F2 слоя, вызванных возмущенным динамо полем в декабре 2006 г.

Модель ГСМ ТИП использовалась для расчета ионосферных эффектов геомагнитной бури 1–3 мая 2010 года (Klimenko et al., 2012). В целом постановка задачи была такой же, как и в предыдущем случае за исключением некоторых весьма важных изменений. Вопервых, мы использовали модифицированную нами зависимость продольных токов второй зоны от AE индекса геомагнитной активности j2 (А/m2)=310-8+1.210-10AE.

Вовторых, мы осуществили четыре различных модельных расчета эффектов геомагнитной бури 2–3 мая, которые отличались различным заданием входных параметров: (1) разностью потенциалов через полярные шапки, которая задавалась зависящей от: (а) AE индекса согласно (Feshchenko and Maltsev, 2003) и (б) параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля согласно (Boyle et al., 1997); (2) энергией и потоком энергии высыпающихся электронов, которые задавались по двум эмпирическим моделям:

(а) (Zhang and Paxton, 2008) и (б) (Воробьев и Ягодкина, 2005, 2007). Проведено сравнение ионосферных эффектов бури при различном задании входных параметров модели с данными наблюдений средне- и низкоширотных ионосферных станций (рис. 3). Сделан вывод о том, что использование при самосогласованном модельном расчете зависимости разности потенциалов через полярные шапки от параметров солнечного ветра и межпланетного магнитного поля позволяет лучше описать поведение foF2 во время геомагнитной бури. Было выполнено сравнение электрических полей в ионосфере, рассчитанных за этот период в моделях ГСМ ТИП и LC-06 (Lukianova and Christiansen, 2006), которое выявило существующие в настоящее время различия между двумя этими моделями при задании продольных токов второй зоны.

Кроме того, мы воспользовались результатами расчетов модели ГСМ ТИП для 09:30 UT 1 и 3 мая 2010 г. (спокойные условия и фаза восстановления ионосферной бури) на высотах от 80 до 1000 км, для расчета показателя преломления радиоволн, и моделью распространения радиоволн (Захаров, Черняк, 2007) для расчета радиотрасс в трехмерной неоднородной анизотропной дисперсной области низкоширотной ионосферы. Сравнение радиотрасс в спокойных условиях и на фазе восстановления (Котова и др., 2012) показало, что геомагнитная буря на фазе восстановления приводит к значительному увеличению длины радиотрассы (рис. 4). Отмечается, что дополнительный слой (F3 слой), возникающий в приэкваториальной области ионосферы, значительно изменяет радиотрассу в КВ-диапазоне.

Feshchenko and Maltsev (2003) Boyle et al. (1997) Vorobjov and Yagodkina Zhang and Paxton (2008) Vorobjov and Yagodkina Zhang and Paxton (2008) (2005, 2007) (2005, 2007) Irkutsk ( = 52.2°N, = 104.1°E)

–  –  –

Рис. 3. Поведение foF2 во время геомагнитной бури 2–3 мая 2010 года над Иркутском. Данные наблюдений показаны светлыми (фоновые значения для 1 мая) и темными (возмущенные значения) кружками. Результаты различных вариантов расчетов на модели ГСМ ТИП показаны пунктирными (фоновые значения для 1 мая) и сплошными (возмущенные значения) линиями.

–  –  –

24 – 30 сентября 2011 г. В (Носиков и др., 2012)

0.0x10 5.0x10 1.0x10 1.5x10 Ne (см-3) проведен детальный анализ поведения F3 слоя в Вертикальные профили 5.

Рис.

электронной концентрации над экваториальной ионосфере над станцией Jicamarca, станцией Jicamarca, рассчитанные в модели ГСМ ТИП для 16:00 UT (11:00 Peru в спокойных геомагнитных условиях и на LT) при спокойных условиях различных фазах развития ионосферной бури. На (пунктирная линия), 26 сентября (положительная фаза бури, сплошная 5 рис. приведены примеры вертикальных кривая) и 29 сентября (отрицательная профилей электронной концентрации над фаза бури, штриховая кривая).

станцией Jicamarca в рассматриваемый период. В данной работе показано влияние трехмерно неоднородной анизотропной низкоширотной ионосферы на распространение радиоволн во время этой геомагнитной бури. Данные результаты расчетов на модели ГСМ ТИП будут в ближайшее время использоваться нашими бразильскими коллегами для детального исследования ионосферных эффектов этой геомагнитной бури на средних и низких широтах на южгл-американской долготной цепочке станций. Отметим, что предварительное сравнение результатов расчетов с данными наблюдений поведения различных ионосферных параметров во время этой геомагнитной бури над станциями Сибирского региона и над Калининградом выявило удовлетворительное качественное и количественное согласие. Это говорит о целесообразности использования в дальнейшем всех опробованных в ходе выполнения данного проекта подходов для описания ионосферных эффектов геомагнитных бурь.

Список статей по данному проекту:

1. M.V. Klimenko, V.V. Klimenko, Disturbance dynamo, prompt penetration electric field and overshielding in the Earth’s ionosphere during geomagnetic storm, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 90–91, 146–155, 2012, doi:10.1016/j.jastp.2012.02.018.

2. M.V. Klimenko, V.V. Klimenko, N.A. Korenkova, V.G. Vorobjov, O.I. Yagodkina, K.G.

Ratovsky, Y. Sahai, P.R. Fagundes, R. de Jesus, A.J. de Abreu, Various magnetospheric inputs to the GSM TIP model for investigation of ionospheric response to geomagnetic storm event on 2–3 May 2010, Proceedings of the 35th Annual Seminar “Physics of Auroral Phenomena”, Apatity: KSC RAS, 111–115, 2012.

3. Д.С. Котова, М.В. Клименко, В.В. Клименко, В.Е. Захаров, В.Г. Воробьев, О.И.

Ягодкина, Численное моделирование распространения радиоволн в приэкваториальной области ионосферы во время геомагнитной бури 1 – 3 мая 2010 г., Сборник научных трудов 18-ой региональной конференции “Распространение радиоволн”, Санкт-Петербург (послана в печать 15 октября 2012 года).

Результаты исследований по проекту докладывались на 7-ой конференции “Физика плазмы в Солнечной системе”, Москва, 06–10 февраля, ИКИ РАН; 13th International Symposium on Equatorial Aeronomy, 12–17 марта, Paracas, Peru; AIS-2012 (“Атмосфера, ионосфера, безопасность”), Калининград; 39th COSPAR Scientific Assembly, 14–22 июля, Mysore, India; 18-ой региональной конференции “Распространение радиоволн”, 12 – 18 ноября, Санкт-Петербург; Всероссийской научной конференции студентов-радиофизиков, 2–3 декабря, Санкт-Петербург.

Список тезисов докладов:

1. И.А. Носиков, М.В. Клименко, В.В. Клименко, Д.С. Котова, В.Е. Захаров, Поведение F3 слоя над станцией Jicamarca в период геомагнитной бури в сентябре 2011 г. и его влияние на распространение радиоволн КВ-диапазона, Сборник тезисов докладов XVI Всероссийской научной конференции студентов-радиофизиков, Санкт-Петербург (послана в печать 7 ноября 2012 года).

2. В.В. Клименко, М.В. Клименко, К.Г. Ратовский, Н.А. Коренькова, А.Е. Степанов, Моделирование ионосферных эффектов геомагнитных бурь в мае 2010 года, Сборник тезисов докладов 7-ой конференции “Физика плазмы в Солнечной системе”, Москва: ИКИ РАН, 69, 2012.

3. V. Klimenko, M. Klimenko, Dynamo electric field and its role in additional layer formation over geomagnetic equator in quiet and storm-time conditions, 39th COSPAR Scientific Assembly 2012, July 14-22, 2012 Mysore, India Abstracts ISSN-1815-2619.

4. V. Klimenko, F. Bessarab, Yu. Korenkov, M. Klimenko, The spatial and temporal distribution of the minor neutral components and its effects on thermospheric and ionospheric parameters during geomagnetic storm, 39th COSPAR Scientific Assembly 2012, July 14-22, 2012 Mysore, India Abstracts ISSN-1815-2619.

5. V.V. Klimenko, R.Yu. Lukianova, M.V. Klimenko, Electric field in the Earth’s ionosphere during geomagnetic storm simulated by the LC06 and GSM TIP models, Book of abstracts, AISKaliningrad, 79–80, 2012.

6. V. Klimenko, M. Klimenko, Y. Sahai, A. De Abreu, P. Fagundes, R. De Jesus, Ionospheric effects of several super storms at lower latitudes in South American sector, Book of Abstracts 13th International Symposium on Equatorial Aeronomy, Paracas, Peru 87 – 88, 2012.

Материалы, полученные по результатам данного исследования, были частично включены в лекцию М.В. Клименко, прочитанную 15 мая в рамках международной школы молодых ученых “Space Physics and Space Weather” в Варшаве, Польша. Кроме того, результаты модельных исследования использовались нашими бразильскими коллегами в ходе выполнения национального научного проекта.

Список литературы Воробьев В.Г., Ягодкина О.И. Влияние магнитной активности на глобальное распределение зон авроральных вторжений, Геомагн. и аэрон., 2005, Т. 45, № 4, С. 467– 473.

Воробьев В.Г., Ягодкина О.И. Динамика авроральных высыпаний в периоды сильных магнитных бурь, Геомагн. и аэрон., 2007, Т. 47, № 2, С. 198–205.

Захаров В.Е., Черняк А.А. Численная модель распространения радиотрасс коротких радиоволн в ионосфере. Вестник РГУ им. И. Канта, 2007, Вып. 3, Серия «Физикоматематические науки», Калининград: РГУ им. И. Канта, С. 36–40.

Клименко М.В., Клименко В.В., Брюханов В.В. Численное моделирование электрического поля и зонального тока в ионосфере Земли – Динамо поле и экваториальный электроджет.

Геомагн. аэрон., 2006, Т. 46, № 4, С. 485–494.

Boyle C.B., Reiff P.H., Hairston M.R. Empirical polar cap potentials. J. Geophys. Res., 1997, Vol. 102, No. A1, P. 111–125, doi:10.1029/96JA01742.

Feshchenko E.Yu., Maltsev Yu.P. Relations of the polar cap voltage to the geophysical activity.

Physics of Auroral Phenomena: XXVI Annual Seminar (February 25–28, 2003): Proc. PGI KSC RAS. Apatity, 2003, P. 59–61.

Klimenko M.V., Klimenko V.V., Ratovsky K.G., et al. Numerical modeling of ionospheric effects in the middle- and low-latitude F region during geomagnetic storm sequence of 9–14 September 2005. Radio Sci., 2011, Vol. 46, RS0D03, doi:10.1029/2010RS004590.

Lukianova R., Christiansen F. Modeling of the global distribution of ionospheric electric field based on realistic maps of field-aligned currents. J. Geophys. Res., 2006, Vol.111, A03213, doi:10.1029/2005JA011465.

Namgaladze A.A., Korenkov Yu.N., Klimenko V.V., et al. Global model of the thermosphereionosphere-protonosphere system. PAGEOPH, 1988, Vol. 127, No. 2/3, P. 219–254.

Zhang Y., Paxton L.J. An empirical Kp-dependent global auroral model based on TIMED/GUVI FUV data. J. Atmos. Solar-Terr. Phys., 2008, Vol. 70, P. 1231–1242.

Проект 7.10.

Взаимосвязь динамических процессов в тропосфере с процессами в верхней атмосфере и ионосфере Земли.

Руководитель: Карпов И.В., д.ф.-м.н., в.н.с. ЗО ИЗМИРАН, ivkarpov@inbox.ru Введение Одной из важнейших проблем динамики верхней атмосферы и ионосферы является объяснение влияния процессов в нижней атмосфере на динамику верхней атмосферы и ионосферы. Это влияние проявляется в таких наблюдаемых явлениях как метеорологический контроль вариаций параметров верхней атмосферы, ионосферные эффекты стратосферных потеплений\похолоданий, возникновение ионосферных предвестников землетрясений, отклик ионосферы на сильные метеорологические возмущения (штормы, тайфуны) и т.д. До настоящего времени нет удовлетворительной физической интерпретации наблюдаемых явлений, однако, основные гипотезы основываются на необходимости привлечения механизмов возбуждения в нижней атмосфере и вертикального распространения внутренних гравитационных волн (ВГВ).

В экспериментальных исследованиях установлено, что временные задержки в появлении ионосферных возмущений могут составлять несколько часов по отношению к возмущениям в нижней атмосфере, а ионосферные эффекты локализуются в непосредственной близости от областей возмущений в нижней атмосфере. Столь малые временные задержки позволяют говорить о том, что важное участие в осуществлении таких воздействий принимают короткомасштабные ВГВ. Такие ВГВ, имеющие вертикальный масштаб порядка высоты однородной атмосферы и периоды близкие к периоду Вяйсялля-Брента, распространяются практически вертикально. В связи с этим, одно из направлений исследований влияния динамики нижней атмосферы на верхнюю, связано с изучением характеристик высокочастотной части спектра ВГВ на различных высотах в атмосфере.

В отчете представлены результаты анализа характеристик вариаций параметров нижней атмосферы и ионосферы по наблюдениям, выполненным в Калининграде в феврале-марте 2012г.

Результаты наблюдений Для анализа частотных характеристик вариаций атмосферных и ионосферных параметров выбраны наблюдения в период прохождения солнечного терминатора. Как известно, солнечный терминатор является регулярным источником возбуждения в атмосфере ВГВ на различных высотах. Предполагаем, что спектральный анализ временных рядов наблюдаемых параметров позволит определить частотные диапазоны, характерные для вариаций атмосферных и ионосферных параметров на различных высотах.

Характеристики вариаций параметров нижней атмосферы определялись из наблюдений атмосферного лидара LSA-2S. На рис.1 представлены спектры вариаций интенсивности сигнала обратного рассеивания на длине волны 532нм на разных высотах в атмосфере по наблюдениям.

h~ 2 km h~ 4 km amplitude

–  –  –

Рис.1 Спектр интенсивности лидарного сигнала на длине волны 532нм на различных высотах.

Как видно из рис.1, в нижней атмосфере наиболее существенный вклад в вариации лидарного сигнала вносят гармоники с периодами 4-6мин.

Наблюдения ионосферного параметра ТЕС (Total Electron Content) выполнены с использованием станции приема сигналов навигационных спутников ГЛОНАСС LeicaСуточные вариации ТЕС для изучаемого периода наблюдений показаны на рис.2.

TECU

–  –  –

Рис.2 Суточные вариации ТЕС слева 12.02.2012, справа 19.03.2012. Серая линиянаблюдения ТЕС с разрешением 30 сек., Черная линия- сглаженные наблюдения с окном сглаживания 1ч.

Поскольку нас интересует высокочастотная составляющая вариаций ТЕС (периоды 5-20мин.) в работе определен спектр вариаций разности суточных вариаций ТЕС, определенных по наблюдениям с шагом по времени 30сек. и сглаженной с окном сглаживания 1час (см. рис.2). Пример спектра такой вариации для периода прохождения солнечного терминатора (8-10час, LT) приведен на рис.3. Как видно из рис.3, основной вклад в высокочастотную составляющую изменчивости суточных вариаций ТЕС вносят гармоники с периодами 5-7 мин. Результаты анализа спектров атмосферных (рис.1) и ионосферных вариаций (рис.3) выявляют наличие гармоник с одинаковыми периодами (5мин). Это позволяет предположить, что такие вариации могут иметь один источник возбуждения 19.03.2012 12.02.2012 time, h time, h Рис.4 Изменение спектра вариаций ТЕС с периодами 2-20мин. в течение суток.

вечернего терминаторов и смещение этих областей, связанное с изменением времени восхода и захода солнца. Из рис.4 видно, что гармоники с периодами ~ 5мин.

наблюдаются только утром и вечером. Гармоники с большими периодами наблюдаются в течение всего дневного времени.

Период Вяйсялля-Брента на высоте тропосферы для условий наблюдений составляет ~5 мин. На высотах F – области ионосферы этот период составляет ~ 10мин.

Следовательно, выявленные в наблюдениях ионосферы гармоники с периодами 5мин. не могут быть связаны с возбуждением ВГВ непосредственно в ионосфере. Естественно предполагать, что гармоники с такими периодами возникают вследствие проникновения на высоты ионосферы волн возбужденных в нижележащих слоях атмосферы, в частности, в тропосфере. Представленные результаты можно рассматривать как экспериментальное подтверждение влияния динамики нижней атмосферы на процессы в верхней атмосфере и ионосфере.

Результаты исследований опубликованы:

1. Суслова О.П., Карпов И.В., Бессараб Ф.С., Радиевский А.В. Динамика приземного аэрозоля по лидарным наблюдениям в Калининграде.// «Вестник» Балтийского федерального университета им. И.Канта.-2012.- №4.-с. 52-56.

По результатам исследований направлена на публикацию в журнале «Химическая физика» статья Суслова О.П., Карпов И.В., Радиевский А.В. Частотные характеристики вариаций параметров тропосферы и ионосферы в периоды прохождения солнечного терминатора Результаты исследований докладывались на международных научных конференциях Atmosphere, Ionosphere, Safety-2012, Kaliningrad, June 2012, Frequency characteristics of the troposphere and ionosphere variations in the solar terminator region. Olga P. Suslova, Ivan V.

Karpov, Alexander V. Radievsky, Evgeny Okhrimenko// AIS-2012, Book of abstracts, Kaliningrad 2012, p.193-194 Problems of Geocosmos 2012, Sankt Petersburg, October, 2012 The troposphere and ionosphere variations in the solar terminator region. Olga P. Suslova, Ivan V. Karpov, Alexander V.

Radievsky Сведения об авторах

1. Суслова Ольга Павловна, аспирант БФУ им. И. Канта

2. Карпов Иван Викторович, внс, ЗО ИЗМИРАН

3. Радиевский Александр Викторович, снс, ЗО ИЗМИРАН

4. Бессараб Федор Семенович, снс, ЗО ИЗМИРАН Проект 7.11. Волновые явления в системе "атмосфера-ионосфера" по данным двухчастотного радиопросвечивания ионосферы Венеры Руководитель: Гаврик А.Л., к.ф.-м.н., с.н.с. ФИРЭ им. В.А.Котельникова РАН, alg248@hotmail.com Высокая информативность радиозатмений, доказанная при зондировании оболочек планет, и внедрение этого метода для мониторинга околоземного пространства сделали актуальной задачу детального теоретического анализа закономерных изменений параметров зондирующих сигналов. Применение в экспериментах с космическими аппаратами (КА) Венера-15,-16 цифровой системы регистрации позволило через 25 лет восстановить первичные записи амплитуды поля двух когерентных сигналов и использовать более совершенную методику для точного определения интенсивности и фазы зондирующих сигналов. Увеличение точности радиофизической информации позволило применить новые методы для достижения предельно высокой разрешающей способности при получении характеристик атмосферы и ионосферы.

Целью данной работы является анализ возможности обнаружения волновых явлений в системе атмосфера-ионосфера по возмущениям радиосигналов в радиозатменных экспериментах [1-10]. Выявление стратифицированных периодических колебаний плотности среды осуществлялось новым методом, основой которого является установленная линейная связь изменения частоты с изменением интенсивности сигнала при просвечивании сферически-симметричной неплотной газовой оболочки планеты. Для анализа используются цифровые данные об амплитуде поля двух когерентных сигналов КА Венера-15,-16 (1983-1984 г.г.) [11].

Измерения параметров радиосигналов осуществляются в процессе движения КА по орбите, поэтому в заданной точке пространства принимается сигнал с ограниченной энергией, поступившей в приемник за время. Энергия этого пакета является основной величиной, определяющей реакцию приемника на сигнал.

Оказалось, что вариации энергии регистрируемого сигнала W(t), обусловленные сжатием или расширением лучевых пучков, взаимосвязаны со смещением частоты сигнала f(t), обусловленным деформацией фазового фронта поля:

W(t) = K · f(t), (1) f(t) = f(t+) – f(t), где t + W (t ) = [ PD (t ) PD 0 ] dt.

t K = (PD0· ··L1·V–2) = const, – длина волны, L1 – расстояние от перицентра радиолинии до КА, V – скорость погружения радиолинии в ионосферу, Vt – высота линии прямой видимости КА, PD – измеряемая мощность ДМ-сигнала (=32 см), PD0 –уровень мощности ДМ-сигнала на контрольном участке в отсутствии исследуемой среды.

Полученные аналитические соотношения при всей их простоте и кажущейся очевидности больше 40 лет оставались незамеченными при интерпретации радиозатменных данных.

Соотношение (1) установило линейную связь между изменениями энергии и частоты при просвечивании сферически-симметричной газовой оболочки планеты гармоническим сигналом, коэффициент K зависит от зондирующей системы. Комбинации динамических переменных зондирующей системы, которые остаются постоянными при медленном изменении ее параметров являются адиабатическими инвариантами. Полученный = const, результат W(t)/f(t) по-видимому, является проявлением принципа адиабатической инвариантности Эренфеста, согласно которому при обратимом адиабатическом изменении параметров системы всякое возможное с точки зрения квантовой теории состояние переходит в состояние того же типа [12]. Для непоглощающей среды сохранение адиабатического инварианта при распространении радиоволны означает, по сути, квантово-механическое условие сохранения числа квантов в перемещающемся вместе с волной элементе объема волнового пакета, что хорошо согласуется с геометрооптическим приближением решения уравнений Максвелла [13].

Соотношение (1) открывает перспективы решения новых задач диагностики системы атмосфера-ионосфера. По вариациям частоты зондирующего сигнала f(t) можно вычислить прогнозируемое рефракционное изменение Xf(t) и сравнить с вариациями мощности ДМ-сигнала XДМ(t)=PD(t)/PD0. Наличие корреляции параметров позволит выделить на фоне сходных по форме помех малые вариации показателя преломления n(h) в стратифицированных слоях, т.к. случайные флуктуации энергетического и неэнергетического параметров статистически независимы.

На рис. 1 представлены результаты четырех сеансов радиопросвечивания, которые демонстрируют стратифицированные периодические вариации показателя преломления n(h) в ионосфере и атмосфере Венеры, вызывающие вариации XДМ(h). Пульсации XДМ(h) обусловлены разрежением или концентрацией лучевых пучков при изменении dn(h)/dh в ионосфере и атмосфере, чередование максимумов и минимумов XДМ(h), совпадающих с Xf(t), указывает на наличие многочисленных стратифицированных структур в дневной Xf(t) зависит только от ионосфере Венеры, т.к. в эксперименте с КА Венера-15,-16 влияния плазмы. В других экспериментах радиозондирования ионосферы Венеры многочисленные стратифицированные структуры не наблюдались из-за недостаточной 1г.

точности. Наиболее интересным является сеанс, представленный на рис.

Периодические колебания XДМ(h) наблюдаются и в атмосфере, и в ионосфере. В атмосфере на высотах 70…90 км образовались 3 стратифицированных слоя толщиной ~7 км, на границах которых происходит фокусировка радиолуча и увеличение XДМ(h), на функции Xf(t) такие колебания отсутствуют, что свидетельствует об отсутствии ионизации слоев. Периодические колебания XДМ(h), совпадающие с колебаниями Xf(t), продолжаются в ионосфере. Пятислойная периодическая структура n(h) в ионосфере (с уменьшившейся толщиной слоев ~5 км) приводит к нарастанию амплитуды колебаний XДМ(h) и Xf(t) в 3 раза при увеличении высоты радиолуча от ~90 до ~115 км.

–  –  –

На рис. 2 показаны результаты определения профиля концентрации электронов N(h) в нижней ионосфере Венеры. Вблизи нижней границы ионосферы Венеры в интервале высот 90…115 км концентрация электронов N(h) (кривая 1) не определяется известными методами. Разработанный метод позволил определить N(h) (кривая 2) так, чтобы X(h) (кривая 3) рассчитанное рефракционное изменение мощности сигнала соответствовало данным эксперимента Xf(t) (кривая 4).

–  –  –

ПУБЛИКАЦИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ ПО ПРОГРАММЕ

1. Илюшин Я.А., Гаврик А.Л., Гаврик Ю.А., Копнина Т.Ф. Моделирование радиозатменного эксперимента методом численного решения параболического уравнения дифракции // Журнал радиоэлектроники. 2012. № 3. С. 1-15.

http://jre.cplire.ru/jre/mar12/6/text.pdf

2. Гаврик А.Л., Гаврик Ю.А., Копнина Т.Ф, Кулешов Е.А. Волновая активность вблизи нижней границы ионосферы Венеры по радиозатменным данным спутников Венеранаправлена в Космические исследования.

3. Гаврик А.Л., Гаврик Ю.А., Копнина Т.Ф. Волновая активность вблизи нижней границы ионосферы Венеры по радиозатменным данным спутников ВЕНЕРА-15,-16 / "Физика плазмы в Солнечной системе". ИКИ РАН. 2012. С.65.

4. Илюшин Я.А., Гаврик А.Л. Границы применимости геометрической оптики в радиозатменном эксперименте по результатам численного решения параболического уравнения дифракции / "Физика плазмы в Солнечной системе". ИКИ РАН. 2012. С.79.

5. Ilyushin Ya.A., Gavrik A.L. Limits of the applicability of the geometrical optics in the radio occultation techniques derived from the numerical simulations of the parabolic diffraction equation / 2nd IROWG-2 Workshop. 28 March – 3rd April 2012. Estes Park, Colorado.

6. Гаврик А.Л., Гаврик Ю.А., Копнина Т.Ф. Структура ионосферы Венеры по данным двухчастотного радиопросвечивания / В 87 II Всероссийские Армандовские чтения [Электронный ресурс]: / Материалы V Всероссийской научной конференции. Муром:

Изд.-полиграфический центр МИ ВлГУ, 2012. 567 с. ISSN 2304-0297 (CD-ROM). С.153Gavrik A.L., Gavrik Yu.A., Kopnina T.F., Kuleshov E.A. Oscillation of radio signal parameters near the lower boundary of the Venus ionosphere / 3MS3. Moscow. Russia. 2012.

P. 3MS3-PS-34. abst 208.

8. Ilyushin Ya.A., Gavrik, A.L. Simulation of the Venus ionospheric radio occultation experiment with the parabolic diffraction equation / 3MS3. Moscow. Russia. 2012. P. 3MS3PS-36. abst 210.

9. Гаврик А.Л., Гаврик Ю.А., Копнина Т.Ф., Кулешов Е.А. Метод диагностики слоистых структур атмосферы и ионосферы в радиозатменном эксперименте / VI Всероссийская конф. "Радиолокация и радиосвязь". Москва. 19-22 ноября 2012 г. С.48.

10. Гаврик А.Л., Гаврик Ю.А., Копнина Т.Ф., Кулешов Е.А. Адиабатический инвариант в экспериментах радиопросвечивания газовых оболочек планет / 10-я конф.

"Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". Москва.

ИКИ РАН. С. 310.

СПИСОК ЦИТИРУЕМЫХ РАБОТ

11. Савич Н.А., Андреев В.Е., Вышлов А.С., Гаврик А.Л. и др. Дневная ионосфера Венеры по данным радиозатмений спутников "Венера-15,16" в 1983 г. // Радиотехника и электроника. 1986. Т. 31. № 11. С. 2113-2120.

12. А.С. Бакай, Ю.Т. Степановский, Адиабатические инварианты, Наукова думка, Киев, 1981.

13. Ю.А Кравцов, Ю.И. Орлов. Геометрическая оптика неоднородных сред. М: Наука.

1980.

Проект 7.12.

Исследование воздействия солнечной активности и солнечного ветра на процессы в околоземном пространстве и ионосфере Земли с помощью сигналов навигационных систем на трассах спутник-спутник Руководитель: Павельев А.Г., к.т.н., зав. лаб. ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, alxndr38@mail.ru Исследования воздействия Солнечной активности на процессы в околоземном пространстве и ионосфере Земли важны для многих практических и геофизических приложений, в том числе, для систем автоматической посадки самолетов, навигации, радиосвязи, и др.

Радиозатменный метод можно рассматривать как особый случай радиотомографии с зондированием практически параллельными лучами. Основным предположением является сферическая симметрия, на этом предположении основано решение обратных задач радиозатменного зондирования, включая большинство радиоголографических методов. Это позволяет получать данные о физических параметрах, привязанные к траектории движения перигея радиолуча относительно центра сферической траектории. В случае зондирования ионосферы и, в особенности ее нижних слоев, требование глобальной сферической симметрии может быть нарушено, поскольку центры локальной симметрии на участках ионосферы, расположенных на входе и выходе радиолуча, могут не совпадать из-за наличия горизонтальных градиентов, связанных с воздействием ионизирующего излучения Солнца и воздействия солнечного ветра. Тем не менее фундаментальный принцип радиозатменного метода – принцип локальности, ранее использовавшийся по умолчанию, в неявной форме, может быть четко сформулирован и обобщен на случай локальной сферической симметрии. Это создает возможность получать информацию о смещении, наклоне и реальной высоте плазменных спорадических слоев в нижней ионосфере. Цель раздела состоит в формулировке принципа локальности и иллюстрации его практического применения к зондированию слоев в нижней ионосфере.

1 Формулировка принципа локальности Принцип локальности основан на впервые полученном в [1] соотношении, связывающим ускорение эйконала a и рефракционное ослабление X p (t ) радиоволны,

–  –  –

центра симметрии O на линию прямой видимости GL, p, ps являются прицельными параметрами, соответствующими лучевой траектории GTL и прямой GL. Величина m определяется из траекторных данных, исходя из известного положения центра сферической симметрии O (точка O обычно совпадает или находится вблизи центра Земли или планеты). При отсутствии поглощения определенное с помощью (1) значение рефракционным ослаблением X a (t ), найденным из амплитудных X p (t ) совпадает с данных [1-4]:

X p (t ) X a (t ) (2) где X a (t ) = I / I 0, I 0, I - интенсивность радиоволн до и после вхождения радиолуча луча в среду. Тождество (2) является математической формулировкой принципа локальности для случая сферически симметричной среды, однолучевого распространения и отсутствия поглощения радиоволн. Для того, чтобы тангенциальная точка совпадала с перигеем радиолуча, необходимо и достаточно тождественного равенства рефракционных ослаблений, определенных по вариациям фазы (1) и интенсивности (2) прошедших через среду радиоволн. Если тангенциальная точка совпадает с перигеем лучевой траектории, то, в соответствии с принципом локальности, полное поглощение в атмосфере (ионосфере) можно определить из уравнений (1) и (3) путем вычисления X p (t ) из

–  –  –

где m значение параметра m, соответствующее точке O, d 2 расстояние D L, ps прицельный параметр, соответствующий линии прямой видимости GL и центру сферической симметрии O. Первое уравнение (4) отличается от уравнения (1) другими значениями рефракционного ослабления X p (t ), и множителя m при тех же значениях ускорения эйконала a и рефракционного ослабления X a (t ). Поэтому тождество (2) принимает вид:

–  –  –

Тождество (5) обобщает принцип локальности на общий случай, в котором центр O O. Это позволяет сферической симметрии смещен в произвольную точку сформулировать в общей форме принцип локальности для дистанционного зондирования слоистой сферически симметричной среды. Для того, чтобы определенная точка являлась тангенциальной и совпадала с перигеем радиолуча относительно центра локальной сферической симметрии, необходимо и достаточно, чтобы рефракционное ослабление, определенное для этой точки по вариациям фазы (эйконала), было тождественно равно рефракционному ослаблению, найденному из измерений интенсивности прошедших через среду радиоволн. При этом вариации амплитуды и фазы (эйконала) радиоволн, вызваны, главным образом, влиянием малой окрестности тангенциальной точки.

2 Определение высоты, наклона и смещения слоя относительно перигея лучевой траектории на основе принципа локальности Ниже будет показано, каким образом принцип локальности позволяет определить смещение тангенциальной точки T d, отсчитываемого от перигея радиолуча T, относительно центра Земли (планеты). Затем по известной величине определенного смещения d будет найдена высота и наклон слоя, в котором находится точка T (рис. 1).

Для нового центра сферической симметрии O, согласно (1), (6), выполняется тождество:

m 1 X a (t ) (1 X p ) (6) m где рефракционное ослабление X p определено из уравнения (1) по вариациям второй

–  –  –

где Aa, Ap - амплитуды вариаций рефракционных ослаблений X a, X p, которые могут быть определены, например, с помощью численного преобразования Гильберта.

Выражение (8) устанавливает следующее правило: смещение тангенциальной точки (точки поворота) лучевой траектории определяется отношением амплитуд Aa, p, полученных из вариаций интенсивности и второй производной по времени от эйконала радиозатменного сигнала. Смещение d положительно (отрицательно) в зависимости от знака разности Aa Ap, при этом тангенциальная точка T расположена на части лучевой траектории GT или TL, соответственно. Заметим, что выражение (8) справедливо в случае, когда один из спутников находится от перигея радиолуча T, определенного (планеты), относительно центра Земли на расстоянии, много большем, чем соответствующая величина для другого спутника. Это условие выполняется в случае, когда в радиозатменных экспериментах используются линии связи космический аппаратЗемля или низкоорбитальный спутник-навигационный спутник [4].

Коррекция высоты слоя h и его наклонение по отношению к локальному горизонту может быть получено по известной величине смещения d [5]:

= d / re, h = 0.5d (9) где re есть расстояние TO (Рис. 1).

Для иллюстрации возможности определения положения, высоты и наклона плазменных слоев ниже используются данные спутника CHAMP, полученные с использованием радиосигналов спутника навигационной системы GPS на частоте 1575,42 МГц (сеанс № 005, 19 ноября, 2003 года, 0 ч 50 м UT, координаты 17.3 S, 197.3 W), в которых имеются интенсивные амплитудные и фазовые вариации. Рефракционные X a, X p, полученные в результате обработки ослабления радиозатменных сигналов вариаций интенсивности и эйконала, показаны на Рис. 2 (панель I, кривые 1 и 2) в виде GTL h. Ускорение эйконала a было функций высоты перигея лучевой траектории определено численно методом двойного дифференцирования полинома второй степени, построенного методом наименьших квадратов на скользящем временном интервале t = 0.5 c. Временной интервал соответствует размеру вертикальной зоны Френеля ~1 км, соответствующей величине вертикальной компоненты скорости погружения радиолуча в ионосферу ~2.1 км/с. Рефракционное ослабление X p получено с помощью уравнения (1) по найденным из экспериментальных данных значениям a. Величина m была получена из орбитальных данных. Величина X a была определена из амплитудных данных с помощью метода наименьших квадратов с усреднением на том же временном интервале 0.5 с. В диапазоне высот 42-46 км и 98-106 км, вариации рефракционных ослаблений Xa, X p связаны и могут рассматриваться как когерентные колебания, вызванные влиянием Рис. 2. Слева. Рефракционные ослабления X a, X p (кривые 1, 2, соответственно), определенные из вариаций интенсивности и эйконала по данным радиозатменных измерений на частоте f1 = 1575.42MHz. Справа. Амплитуды вариаций рефракционных ослаблений X a, X p, Aa, Ap (кривые 1 и 2), определенные с помощью цифрового преобразования Гильберта.

–  –  –

идентична, но величина Aa примерно в 1,5 раза больше, чем Ap. В соответствии с уравнением (11), плазменный слой смещен от точки T в направлении на спутник G (рис.

1). Величина смещения, соответствующая отклику плазменного слоя в интервале высот точки T 44-46 км показана на рис. 3 (слева). Кривые 1 и 2 на рис. 3 (слева) соответствуют амплитудам Aa, Ap. Кривая 3 описывает смещение d, найденное из амплитуд Aa, Ap из уравнения (11). Вариации d сосредоточены в диапазоне высот 750-1150 км, когда амплитуды Aa, Ap изменяются вблизи своих максимальных значений 0,46 и 0,69.

–  –  –

Рис. 3. Слева. Оценка смещения d плазменного слоя от точки T. Справа. Результаты восстановления вертикального градиента электронной плотности.

согласно рис. 3 (слева) точность в оценке смещение d составляет ±120 km. Наклон плазменного слоя по отношению к местному горизонту рассчитывается с использованием уравнения (12) и примерно равна = 10.4° ± 0.2°.

–  –  –

Заключение С помощью принципа локальности получен аналитический критерий, позволяющий определять высоту, наклон и положение слоистых структур радиозатменным методом. В зависимости от знака разности рефракционных ослаблений, найденных по вариациям эйконала и интенсивности радиозатменного сигнала, смещение слоя относительно перигея радиолуча является положительным или отрицательным. В случае глобальной сферической симметрии ионосферы и атмосферы точка перигея радиолуча определяет высоту слоя. Результаты анализа вариаций радиозатменных сигналов, наблюдавшихся при высотах перигея радиолуча в интервале 30-90 км, подтверждают эффективность разработанной методики определения положения слоев в нижней ионосфере.

Разработанная методика расширяет возможности применения радиозатменного метода к исследованию атмосфер и ионосфер Земли и планет.

Литература

1. Liou Y.A., and Pavelyev, A.G. //Geophys. Res. Lett. 2006. V. 33, № 23, L23102 1-5.

doi:10.1029/2006GL027112.

2. Liou, Y. A., A. G. Pavelyev, S. F. Liu et al., IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, 2007. V.45 (11), 3813-3826.

3. Pavelyev, A. G.; Liou, Y. A.; Zhang, K.; Wang, C. S.; Wickert, J.; Schmidt, T; Gubenko V.N.;

Pavelyev, A.A.; and Kuleshov, Y. Identication and localization of layers in the ionosphere using the eikonal and amplitude of radio occultation signals Atmos. Meas. Tech., 5, 1–16, 2012 doi:10.5194/amt-5-1-2012.

4. А.Г. Павельев, K. Занг, C. Ванг, Й. Лиу, и Ю. Кулешов Аналитический метод определения положения слоев по радиозатменным данным Известия ВУЗ-ов Радиофизика.

2012. Т. 55. № 3

5. Wickert J., A.G. Pavelyev, Y.A. Liou et al. //Geophys. Res. Lett. 2004. 31(12). L24801, 1-4, 2004.

–  –  –

Nz На рис. 1 приведена зависимость полосы пропускания для ночной ионосферы Марса (полное интегральное содержание Nz=4,3·1010 см-2). Отсюда следует, что сигналы радара MARSIS должны испытывать сильные искажения даже в случае четвёртого канала, где средняя частота равна 4,8 МГц, а полоса пропускания ионосферы приблизительно равна 0,5 МГц, что вдвое меньше спектральной полосы сигнала. Это означает, что при интерпретации данных радиолокационного зондирования грунта Марса необходимо учитывать дисперсионное влияние ионосферы даже при проведении измерений в ночное время суток, когда плазменная частота ионосфера является низкой [6-7].

Рис. 1 Полоса пропускания «ночной» ионосферы Марса в зависимости от частоты.

Сигнал радара подповерхностного зондирования – быстро осциллирующая функция, которая при взаимодействии с диэлектрически-неоднородной средой аккумулирует информацию о её электрофизических свойствах. Выделять изменения параметров сигнала, приобретенные им при взаимодействии с ионосферой, из такой функции сложно. Поэтому при решении обратной задачи наиболее оптимальным является анализ квадрата модуля спектра сигнала, так как его огибающая имеет прямоугольный вид. Частотная зависимость коэффициента отражения от системы «ионосфера-грунт»

определяется как отношение мощности спектров принятого и излученного сигналов.

Вклад ионосферы в частотную зависимость функции R( f ) в этом случае оценивается

–  –  –

маскируют график частотной зависимости коэффициента отражения радиоволн от грунта.

Результаты численного моделирования Для проверки теоретической оценки был промоделирован процесс распространения ЛЧМ сигнала с параметрами, соответствующими параметрам сигнала MARSIS. На рис. 2 приведено разложение Фурье частотной зависимости квадрата модуля спектра сигнала, отраженного от диэлектрически-неоднородной среды «ионосферагрунт». Результаты численного моделирования показали, что локальный максимум соответствует отражению от слоя грунта, а гармоники с номерами больше 100 описывают влияние ионосферы. Фильтрация гармоник с номерами больше 100 в преобразовании Фурье спектра отраженных сигналов дает возможность скорректировать искажения, вносимые ионосферой Марса. Указанная процедура позволяет устранить дисперсионные влияния ионосферы даже при отсутствии какой-либо информация о её наличии.

Рассмотрим применение этой процедуры на примере экспериментальных данных измерений радара MARSIS, полученных на трассе 1855.

Интерпретация данных натурного эксперимента Трасса 1855 проходила над северной полярной шапкой Марса. В режимах исследования подповерхностной структуры криолитосферы Марса излучение производилось либо на паре частот 1,8 и 4 МГц, либо 3 и 5 МГц. На рис. 3 приведен график изменения плазменной частоты ионосферы Марса в зависимости от зенитного угла Солнца, составленный по результатам измерений в 2005 г [8].

Рис. 2 Разложение Фурье квадрата модуля спектра сигнала, отраженного от системы «ионосфера-грунт» (результаты моделирования).

Рис. 3 Зависимость плазменной частоты ионосферы Марса от зенитного угла Солнца [8].

Из данных рис. 3 следует, что зондирование в диапазоне низких частот при таких значениях плазменной частоты невозможно из-за экранирующего действия ионосферы. В качестве примера на рис. 4 представлены энергетические спектры сигналов диапазонов 1,8 МГц (сплошная линия) и 4 МГц (пунктирная линия). Хорошо видно, что сигнал с центральной частотой 1,8 МГц полностью экранируется ионосферой, что и следовало ожидать (рис. 3). Для данного сеанса зондирования критическая частота ионосферы при значении зенитных углов Солнца 83-88о изменялась от 2,6 до 1,8 МГц.

Эксперимент по подповерхностному зондированию северной полярной шапки Марса проводился при зенитном угле Солнца 114о. В этом случае возможно зондирование грунта во всех диапазонах работы радара. На рис. 5 серым цветом представлен квадрат модуля спектра отраженного сигнала, соответствующий измерению по трассе 1855, проходящей над северной полярной шапкой. На рис. 6 дано разложение Фурье этого спектра. Гармоники локального максимума соответствуют отражению от слоя диэлектрической толщины 1700 условных метров. На рис. 5 черным цветом приведен квадрат модуля спектра того же сигнала, но после фильтрации гармоник, связанных с влиянием ионосферы. Такие спектры служат основой для решения обратной задачи подповерхностного радиолокационного зондирования.

–  –  –

Рис. 5 Энергетический спектр сигнала MARSIS, отраженного от полярной шапки Марса (серый цвет – отраженный сигнал, черный – после коррекции влияния ионосферы).

Рис. 6 Разложение Фурье квадрата модуля спектра отраженного сигнала MARSIS.

Заключение Таким образом, результаты численного моделирования показали, что при проведении экспериментов по подповерхностному зондированию грунта планет и иных космических объектов, окруженных плазменной оболочкой, необходимо учитывать дисперсионное влияние плазмы. При наличии априорной информации о её параметрах, возможно, заблаговременно определить приемлемые параметры зондирующего сигнала – несущую частоту и полосу девиации – при которых влияние плазменной оболочки может быть незначительно. Для случая, когда информации об ионосфере исследуемого космического объекта недостаточно, можно использовать процедуру коррекции, основанную на разложении Фурье квадрата модуля спектра отраженного сигнала с последующей фильтраций гармоник высокого порядка. Результаты численного моделирования показали, что за влияние ионосферы «отвечают» гармоники с номерами более 100. Фильтрация этих гармоник в разложении Фурье квадрата модуля спектра отраженного сигнала позволяет устранить искажающее влияние ионосферы при наличии какой-либо информации об её параметрах.

Публикации:

В.М. Смирнов, О.В.Юшкова. Влияние ионосферы в экспериментах по подповерхностному зондированию грунта Марса и способ её коррекции (подготовлена для отправки в журнал «Астрономический вестник», 2012).

Correction of the ionosphere influence in subsurface sounding of Mars ground V. Smirnov, O. Yushkova.

//The Third Moscow Solar System Symposium. 3MS3-PS-54. P.248.

Конференции:

The Third Moscow Solar System Symposium. Москва, ИКИ РАН, 2012.

Список цитируемой литературы

1. Picardi G., et al. Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding (MARSIS). Models and System Analysis /Technical Report N. MRS-001/005/99.

2. Picardi G., Plaut J.J. et al. Radar Soundings of the Subsurface of Mars //Science. 2005.

V.310. P.1925-1928.

3. Хармут Х. Ф. Несинусоидальные волны в радиолокации и радиосвязи /Пер. с англ.

под ред. А. П. Мальцева. М.: Радио и связь, 1985.

4. UWB. Theory and Applications /Edited by I. Oppermann, M. Hamalainen, J. Iinatti.

Chichester: Wiley, 2004. 223 p.

5. Вайнштейн Л. А. Электромагнитные волны. М.: Советское радио, 1957.

6. Armand N.A., Smirnov V.M. and T. Hagfors. Distortion of radar pulses by Martian ionosphere. //Radio Sci. 2003. V.38. №5. P.1090--1101.

7. Smirnov V.M., Chernaya L.F., Yushkova O.V., Rykov K.N. Radar sounding of Mars from the orbit of the Mars-Express //Cosmic Research. 2006. Т.44. No 4. P. 317-328.

8. Gurnett D. A., Kirchner D. L., Huff R. L., Morgan D. D., Persoon A. M., Averkamp T. F., Duru F., Nielsen E., Safaeinili A., Plaut J. J., Picardi G. Radar Soundings of the Ionosphere of Mars //Science.

V.310. №23. P.1929-1933.

Проект 7.14.

Исследование вариаций плотности ионосферы вызванных солнечным ветром Руководитель: Горбунов М.Е., д.ф.-м.н., зав. лаб. ИФА им. А.М. Обухова РАН, ldr@ifaran.ru На основе обработки более 4500 сеансов радиопросвечивания атмосферы Земли на трассе спутник – ионосфера – спутник, получены распределение по широте и по местному суточному времени вариаций ионосферной фазовой задержки и среднестатистической ошибки дисперсионного соотношения, вызванные солнечной активностью. На рисунке представлена их высотное распределении для экваториальной зоны для января 2012 года во время солнечно-протонного события (жирная зеленая линия) и дни спокойного Солнца (тонкая красная). Виден и рост среднеквадратичной вариации невязки дисперсионного соотношения, которая отвечает за мелкомасштабные вариации электронной концентрации в атмосфере, и суточный ход и изменения Е-слоя на высотах 90-95 км вызванные активностью Солнца.

Ниже представлены данные измерений и методика обработки данных, на которых основан приведенный результат Данные измерений GPS rGPS ( t ) Экспериментальные данные включают координаты спутника и низкоорбитального спутника (Low Earth Orbiter – LEO) rLEO ( t ) как функции времени t, и атмосферную компоненту фазовой задержки S1,2 ( t ), где нижний индекс соответствует номеру частотного канала системы GPS (L1 – f1 = 1.57542 ГГц, L2 – f 2 = 1.22760 ГГц).

Величина S1,2 ( t ) определяется следующим образом. В процессе измерений приемник измеряет фазу радиосигнала 1,2 ( t ) (фаза лежит в интервале от до ), которая

–  –  –

(0) где S1,2 – начальное условие, обычно выбираемое так, чтобы на верхней границе измерений S1,2 ( t ) были равны 0, c – скорость света в вакууме. Атмосферная компонента фазовой задержки определяется так, что в гипотетическом случае отсутствия атмосферы и ионосферы она равна нулю. Она характеризует как отклонение показателя преломления от единицы вдоль луча, так и искривление луча. Максимальная высота перигеев зондирующих лучей в радиозатменных экспериментах лежит на высотах 80–120 км, где нейтральный показатель преломления пренебрежимо мал. Поэтому нулевое начальное условие в определении атмосферной компоненты фазовой задержки приемлемо для нейтральной атмосферы. Для ионосферы, верхняя граница которой лежит на высоте 1000 км или выше, фазовая задержка известна с точностью до неизвестной константы.

Измеряемые фазовые задержки содержат нейтральную и ионосферную компоненты:

–  –  –

является величиной второго порядка малости. Ионосферные компоненты фазовой задержки S1,2) ( t ) с точностью до величин второго порядка равны интегралу от (I ионосферного индекса рефракции для двух частот, вычисленному по одной и той же невозмущенной лучевой траектории, соответствующей нулевому ионосферному индексу рефракции. Поскольку ионосферный показатель преломления обратно пропорционален квадрату частоты, в рамках первого порядка теории возмущений имеет место дисперсионное соотношение:

–  –  –

нейтральной атмосферы MSIS [16]. Вычитание фазовой модели позволяет приближенно исключить неизвестную нейтральную компоненту в набеге фазы. Пользуясь орбитальными данными спутников и моделью нейтральной атмосферы, вычисляли оценку высот перигеев лучей h ( t ). Это позволяет считать невязку дисперсионного соотношения

–  –  –

Отличие высотного профиля 2 S ( h ) от 0 характеризует вариации электронной концентрации в ионосфере. Случайная компонента 2 S ( h ) связана с мелкомасштабными вариациями, а систематическая – с крупномасштабными.

Для получения пространственных и временных характеристик дифференциальной невязки

–  –  –

радиопросвечивания за период с 25–27 декабря 2011 года и около 2400 сеансов за 23–25 января 2012 года. Выбор этих двух периодов наблюдений определялся тем, что, вопервых, начиная с 2007 года и, практически, до середины 2011 года был период спокойного солнца, и, во-вторых, в конце декабря на солнце наблюдалось 10–15 вспышек класса С и выше (максимум М4.0) в течении нескольких дней подряд, а в конце января 2012 года произошла вспышка класса М8.7 и самое значительное солнечно-протонное событие за последние 5 лет. Событие считается значительным, если интегральный поток протонов с энергией выше 10 МэВ по данным ИСЗ GOES превышает 10 частицсм2сек1стер1 и вызывает рост электронной концентрации в ионосфере. На сайте NOAA www.swpc.noaa.gov/ftpdir/indices/SPE.txt собрана информация о всех солнечных протонных событиях с января 1976, оказавших существенное воздействие на околоземное космическое пространство.

Если Dst-индекс вычисляется непрерывно как функция времени, то его вариация отображает возникновение магнитных бурь и их интенсивность. Таким образом, Dstвариация представляет собой количественное измерение геомагнитного возмущения и ее можно сопоставлять с солнечными и геофизическими параметрами. Мы исследовали воздействие этих двух явлений на ионосферу земли. Для этого все данные были разбиты на 5 широтных и 8 временных зон. Широтные зоны соответствовали интервалам 90–60S (южные полярные широты), 60–30S (южные средние широты), 30S–30N (тропики), 30– 60N (северные средние широты) и 60–90N (северные полярные широты). Временные зоны соответствовали делению суток на 8 3-часовых отрезков местного времени. Для сравнения были обработаны по три спокойных дня в декабре и январе. Мы вычисляли среднее

–  –  –

пространно-временным зонам. Приведенные на рисунке результаты соответствуют одной из таких широтных зон.

Публикации.

1. М.Е. Горбунов, А.В. Шмаков. Вариации ионосферных флуктуаций фазовой задержки в зависимости от солнечной активности по данным COSMIC // Космические исследования, 2012 (послано в печать).

Список цитируемой литературы.

1. Anthes R.A. Exploring Earth's atmosphere with radio occultation: contributions to weather, climate and space weather, Atmospheric Measurement Techniques, V. 4, No. 6, p. 1077Liu J. Y., Lin C. Y., Lin C. H., Tsai H. F., Solomon S. C., Sun Y. Y., Lee I. T., Schreiner W.

S., Kuo Y. H., Artificial Plasma Cave in the Low-Latitude Ionosphere Results from the Radio Occultation Inversion of the FORMOSAT-3/ COSMIC, Journal of Geophysical Research – Space Physics, 2010, V. 115, A07319, doi:10.1029/2009JA015079.

3. Hajj G. A. and Romans L. J., Ionospheric electron density profiles obtained with the Global Positioning System: Results from the GPS/MET experiment, Radio Science, 1998, V. 33, No, 1, p. 175–190.

4. Воробьев В.В., Гурвич А.С., Кан В., Соколовский С.В., Федорова О.В., Шмаков А.В.

Структура ионосферы по данным радиопросвечивания спутниками GPS-"Microlab-1":

Предварительные результаты. Исследование Земли из космоса, 1997, № 4, с.74–83.

5. Gorbunov M.E., Gurvich A.S., Shmakov A.V. Back-propagation and radio-holographic methods for investigation of sporadic ionospheric E-layers from Microlab-1 data.

International Journal of Remote Sensing, 2002, v.23, No.4, p.675–685.

6. Pavelyev A.G., Tsuda Т., Igarashi, K., Liou Y.A., Носке К.Wave structures in the electron density profile in the ionospheric D and E-layers observed by radio holography analysis of the GPS/MET radio occultation data // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. V. 65. № 1. P. 59–70.

2003.

7. Яковлев О.И., Матюгов С.С., Ануфриев В.А., Черкунова Г.П. Спорадические структуры и мелкомасштабная неоднородность ночной полярной ионосферы в период сильной солнечной активности по данным радиопросвечивания на трассах cпутникспутник. Космич. Исслед. 2009. Т. 47, № 4. С. 291.

8. Sokolovskiy S., Schreiner W., Rocken C., and Hunt D., Detection of high-altitude ionospheric irregularities with GPS/MET, Geophysical Research Letters. V. 29, No. 3, 10.1029/2001GLO13398, 2002.

9. Воробьев В. В. и Красильникова Т. Г. Оценка точности восстановления атмосферного показателя преломления по измерениям доплеровского сдвига частоты на частотах, используемых в системе NAVSTAR. – Известия АН СССР, Физика атмосферы и океана, 1993, Т. 29. № 5. – с. 626–632.

10. Syndergaard S. On the ionosphere calibration in GPS radio occultation measurements. – Radio Science, 2000, Vol. 35, No. 3. – p. 865–883.

11. Воробьев В. В. и Кан В. Фоновые флуктуации при радиопросвечивании ионосферы в эксперименте GPS–Microlab-1. – Известия ВУЗов, Радиофизика, 1999, Т. XLII, № 6. – с. 511–523.

12. Gorbunov M. E. Ionospheric correction and statistical optimization of radio occultation data.

– Radio Science, 2002, Vol. 37, No. 5. – doi: 10.1029/2000RS002370, p. 17-1–17-9.

13. Sokolovskiy S. V. Tracking tropospheric radio occultation signals from low Earth orbit. – Radio Science, 2001, Vol. 36, No. 3. – p. 483–498.

14. Кравцов Ю. А. и Орлов Ю. И. Геометрическая оптика неоднородных сред, М.: Наука, 1980. – 304 с.

15. М. Е. Методы возмущений в геометрической оптике. – Известия ВУЗов. Радиофизика, 1995, Т. XXXVIII, № 7. – с. 660–667.

16. Hedin E. Extension of the MSIS thermosphere model into the middle and lower atmosphere.

Похожие работы:

«GPE Vendors DBX400IE "Instant" DBX400IE "Espresso" Инструкция к электронному устройству DB4C Версия: 19-01-2006 Общая характеристика электронного устройства DB4C Электронное устройство (плата) DB4C используется в двух версиях: “Instant” и “Espre...»

«В ОТДЕЛ ГИБДД Межмуниципального управления МВД России "Балашихинское" город Балашиха, 18 км. а/д Москва-Нижний Новгород Начальнику отдела ОГИБДД МУ МВД России Балашихинское полковнику полиции Ягупе Александру Николаевичу Заявитель: Л Ирина Александровна, зареги...»

«Пе тербурге, при встрече иконы святой Ан ны с час тью мо щей ее 5 сен тября прошлого года. Соглас но 5 пунк ту пра вил Еди новерия, пра вославные старообрядцы не участ ву ют за общими в царские дни молени я ми в соборах. Но ра ди восста нов ления па мя ти святой Ан ны Ка шинской они по сту пи лись этим своим пра вом, прояви ли свое братское единен...»

«Альянс по сохранению сайгака (SCA) – Программа малых грантов ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ОТЧЕТ по проекту "СОЗДАНИЕ, ТИРАЖИРОВАНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ КОМИКСА "САГА О САЙГЕ" ФИО: Руководитель проекта Жаримбетов Махсут Махамбеталиевич Место работы: Мультипликационная студия "Анимасте...»

«Общество с ограниченной ответственностью "САНРЭМ-СЕРВИС" (ООО "САНРЭМ-СЕРВИС") Переулок Сыромятнический 2-й, д. 8, Москва, 105120 Тел./ факс: 8 (499) 739-26-01 (25-98), e-mail: office@sanrem.ru ОКПО 30246804, ОГРН 1117746735468 ИНН/КПП 7709885606/770901001 Исх. № 89...»

«В. В. ЗАЦАРИННЫЙ ПУТЬ ЗАРОЖДЕНИЯ ХРИСТИАНСТВА НА СТАВРОПОЛЬЕ "Бог. мира, воздвигший из мертвых Пастыря овец великого Кровию завета вечного, Господа нашего Иисуса Христа, да усо...»

«Серия VX-2100 Руководство по эксплуатации Russian Vertex Standard LMR, Inc. 4-8-8 Nakameguro, Meguro-Ku, Tokyo 153-8644, Japan www.radio-center.ru info@radio-center.ru Поздравляем! В ваших руках незаменимое средство радиосвязи: приемопередатчик VERTEX STANDARD! Прочная, надежная и простая...»

«Аппаратура многоскоростного линейного тракта МЛТ–30/60 Платы ЛТ-02М/04М Руководство по эксплуатации СМ5.231.027 РЭ (ред.1 /декабрь 2013г.) г. Пермь Платы ЛТ-02/04 СМ5.231.027РЭ СОДЕРЖАНИЕ Стр. ВВ...»

«© PsyJournals.ru состояний может быть как устойчивой и высокоорганизованной, так и наоборот. Волновая динамика индексов характерна также образам состояний других уровней психической активности – средней и низкой. Отметим, что наиболее сложно организованной структурой являются образы положитель...»

«"Контакт LAN" Глава 6 Типовые примеры использования Санкт-Петербург 6. Типовые примеры использования 6.1. Использование "Контакта LAN" для организации тревожной кнопки у кассира 6.2. Использование "Контакта LAN" для защиты коммуникационного...»

«Додаток №4 до Договору про комплексне банківське обслуговування фізичних осіб в ПАТ "Альфа-Банк" Кредитні картки фізичних осіб РОЗДІЛ І ТЕРМІНИ, ЩО ЗАСТОСОВУЮТЬСЯ В ДОГОВОРІ Одноразовий числовий код – числовий код, який направляється Кл...»

«ПРАЙС – 01–2016 Канальные установКи ТоРговые-ТехниЧеСкие ПРедСТАвиТельСТвА представительство REMAK в Киеве Город: Киев Индекс: 01054 Улица: Тургеневская, 38 оф. 106 Телефон: (044) 594 59 99 факс: (044) 594 59 99 e-mail: office@remakukr.net www.remak.eu/ua СодеРЖАние Пар...»

«Le Bureau du Procureur The Office of the Prosecutor ДЕСЯТЫЙ ДОКЛАД ПРОКУРОРА МЕЖДУНАРОДНОГО УГОЛОВНОГО СУДА СОВЕТУ БЕЗОПАСНОСТИ ООН В СООТВЕТСТВИИ С РЕЗОЛЮЦИЕЙ СОВЕТА БЕЗОПАСНОСТИ ООН 1593 (2005) ВВЕДЕНИЕ 1. Настоящий доклад представляется Прокурором Международного уголовного суда (МУС) в соответствии с параграфом 8 резолюции Совета Безопасности...»

«УДК 323.3 Коновалова О.В. Информационная элита в век медиаиндустрии При освоении цифровой мультимедийной среды массмедиа начинают формироваться как организационно структурно, так и в плане внедрения новых управленческих методик. В статье автор предпринимает попытку осмысления во...»

«ссуда на дом оценка тенденций развития ипотечного кредитования в регионах России (на материалах Самарской области) Концепция развития ипотечного жилищного кредитования в России отводит значительное место субъектам РФ в разработке региональных ипотечных...»

«KАМАЛ AБДУЛЛА “БИР, ИКИ БИЗИМКИ!” (5 шякилдян ибарят, бир-бирини анламаг истяйян вя анламайан, тапмаг истяйян вя тапмайан ики няфярин дуйумлар драмы) Иштирак едирляр: Киши Гадын Оьлан сяси Гыз сяси 1-ъи ШЯКИЛ Йарыгаранлыг отаг. Щяряси бир эцнъдя отурмуш вя араларында пярдя олан К...»

«Электронный журнал "Труды МАИ". Выпуск № 62 www.mai.ru/science/trudy/ УДК 629.7.05 ГРУППОВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В ЗАДАЧАХ НАБЛЮДЕНИЯ Н. В. Ким, И. Г. Крылов Аннотация Рассмотрены проблемы группового применения беспилотных летательных аппаратов...»

«УДК 621.396, 004.032, 004.031 А.В. БОГОМАЗ, н.с., Институт ионосферы, Харьков; А.Е. МИРОШНИКОВ, м.н.с., Институт ионосферы, Харьков ЭКСПРЕСС-ОБРАБОТКА ДАННЫХ РАДАРА НЕКОГЕРЕНТНОГО РАССЕЯНИЯ НА УДАЛЁННОМ СЕРВЕРЕ В статье описаны особенности эк...»

«ПРОБЛЕМЫ ТРАНСГРАНИЧНОГО РУКОВОДСТВА ЧУ-ТАЛАС Маматалиев Нургазы Патийдинович, директор Киргизского филиала Научно-информационного центра Межгосударственной координационной водохозяйственной комиссии Кыргызская Республика, 720055, г. Бишкек, ул. Токтона...»

«РЕ П О ЗИ ТО РИ Й БГ П У СОДЕРЖАНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 1. Теоретический раздел 1.1. Содержание лекционного материала 4 2. Практический раздел 2.1. Содержание учебного материала к лабораторным занятиям 6 3. Раздел контроля знаний 3.1. Критерии оценивания студентов по дисциплине 7 4. Вспомогательный раздел 4.1. Спи...»

«Руководство пользователя системы ДБО " Мобильный банкинг" для устройств под управлением ОС ANDROID ОАО "МТС-Банк" Руководство пользователя системы ДБО "Мобильный банкинг" для устройств под управлением ОС ANDROID Содержание 1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О СИСТЕМЕ ДБО "МОБИЛЬНЫЙ БАНКИНГ" 3  2. УСТАНОВКА МОБИЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ 4  3. НАЧАЛО Р...»

«Взгляд на мировой джихад (10 – 21 сентября 2015 г.)1 Основные события недели В рамках давления, которое оказывают организации Джабат Аль Насра и ИГИЛ на аэродромы ВВС Сирии, организации Джабат Аль Насра удалось захватить аэродром Абу Аль Цахор, расположенный к юго-востоку от г. Идлиб....»

«Bylye Gody, 2015, Vol. 37, Is. 3 Copyright © 2015 by Sochi State University Published in the Russian Federation Bylye Gody Has been issued since 2006. ISSN: 2073-9745 E-ISSN: 2310-0028 Vol. 37, Is. 3, pp. 715-719, 2015 http://bg.sutr.ru/ UDC 94 To the Issue of Gendarme Activities on the Territory...»

«ПОЛОЖЕНИЕ О КОНКУРСЕ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ АК "АЛРОСА" (ОАО) 1. Общие положения 1.1. Конкурс инновационных проектов в АК "АЛРОСА" (ОАО), далее – конкурс, проводится в рамках реализации Программы инновационного развития и технологической модернизации АК "АЛРОСА" (ОАО) на период 2011-2018 гг., утвержденной решением Наблюдат...»

«Сергей Дингес • Связе-русский словарь. РЧ технологии и дизайн v.10.04.16 Все, что ты должен знать о мобильной связи и не только! Раньше стеснялся спросить об этом у преподавателя, а теперь боишься спросить у работодателя. Системы связи Радиооборудование Модуляция Тракты. Параметры Стандарты. Технологии Архитектура РЧ Компоненты Абонен...»

«Цветная уличная 3G/LTE камера SAPSAN® IP-CAM 1407 Инструкция пользователя Версия инструкции: 1.2 Дата выпуска инструкции: 31.07.2014 Цветная уличная 3G/LTE камера Sapsan IP-CAM 1407 www.SapsanGSM.com 1. Краткое опи...»

«Протокол рабочей встречи судей Арбитражного суда Свердловской области с представителями Управления Федеральной налоговой службы России по Свердловской области "20" октября 2009 г. в Арбитражном суде Свердловской области состоялась рабочая встреча судей Арбитражного суда Свердловской области с представителями Управления Федер...»

«ISSN 2311-2158 The Way of Science International scientific journal № 9 (31), 2016, Vol. II Founder and publisher: Publishing House "Scientific survey" The journal is founded in 2014 (March) Volgograd, 2016 ISSN 2311-2158. The Way of Science. 2016. № 9 (31)....»

«Рубеж № 10 11 КЛАССОВАЯ СТРУКТУРА РОССИИ В ПЕРЕХОДНЫЙ ПЕРИОД Саймон Кларк Уорвик (Великобритания) Классовая структура России в переходный период это не просто социологическая проблема. Она имеет решающее значение для оценки настоящих и будущих политических изменений в России, в частности для перспектив движения рабочего...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.