Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

Гелиогеофизические исследования. 2022, № 36

 

Кузьмин А.К., Мерзлый А.М., Никифоров О.В., Петрукович А.А., Потанин Ю.Н., Садовский А.М., Соколов А.Д., Янаков А.Т. «Аннотированный атлас примеров изображений эмиссий в авроральных структурах, зарегистрированных имаджерами и изображающими спектрографами с разных орбит и поверхности Земли. Часть 1. Авроральные структуры, возбужденные природными источниками, включая альфвеновские волны» Гелиогеофизические исследования, № 36, с. 3-34 (2022)

Составлен аннотированный атлас из конкретных примеров авроральных изображений и измерений потоков заряженных частиц в полярной ионосфере, полученных разными приборами с орбит КА и поверхности Земли, в событиях, происходивших в основном в геомагнитно-возмущенных условиях суббурь в разных секторах MLT. Каждый пример, а также характеристики приборов описаны в тексте и иллюстрированы комбинированными рисунками на основе, адаптированных из ряда работ (ссылки в тексте). Мотивацией данной работы стал анализ опыта развития технологии подготовки и проведения комплексных экспериментов на орбитах КА (включая малые КА, зондирующих ракетах и поверхности Земли), нацеленных на исследования многообразных авроральных явлений в полярной ионосфере, отражающихся в градиентахNe в различных слоях ионосферы, являющихся основными «виновниками» проблем при распространении трансполярных сигналов. Атлас в основном акцентирован на результаты наблюдений авроральных эмиссий, как в видимой области спектра, так и области вакуумного ультрафиолета, полученных с помощью орбитальных и наземных изображающих камер, и изображающих спектрографов, а также спектрометров потоков высыпающихся частиц, работавших на относительно низких полярных орбитах. Все представленные примеры мелкомасштабных авроральных структур были выбраны исходя из условия, что они были возбуждены высыпающимися электронами плазменного слоя на ночной стороне овала или в дневном каспе, ускоренными процессами в ближней магнитосфере, включая Альфвеновские волны и их флуктуации и резонансы, и/или продольными электрическими полями и квазистатичными продольными токами, распространяющимися вниз по силовым линиям к авроральной ионосфере.

Гелиогеофизические исследования, № 36, с. 3-34 (2022) | Рубрика: 18

 

Халилова Х.С. «Исследование экстремальных свойств интегральной видимости при увеличении относительной влажности» Гелиогеофизические исследования, № 36, с. 35-39 (2022)

Исследованы возможности появления экстремума в интегрированном значении известного модельного выражения зависимости видимости от концентрации аэрозоля, мультипликативного и показательного регрессионных коэффициентов, зависящих от относительной влажности. Показано, что искомый экстремум интегральной видимости возможно только при наличии противофазной зависимости между указанными регрессионными коэффициентами во всем диапазоне изменения относительной влажности. Однако, известные экспериментальные исследования показывают наличие синфазного роста этих регрессионных коэффициентов в диапазоне RH от 40 до 80%. На основании вышеизложенного сделано заключение о невозможности появления экстремума в виде минимума в значении интегральной видимости.

Гелиогеофизические исследования, № 36, с. 35-39 (2022) | Рубрика: 18

 

Алпатов В.В., Высоцкий А.Г., Гребнев И.А., Деминов М.Г., Репин А.Ю. «Эффекты нагрева нижней ионосферы мощным КВ радиоизлучением. 2. Проводимости ионосферы» Гелиогеофизические исследования, № 36, с. 57-63 (2022)

Выполнен анализ свойств ионосферных проводимостей (Холла и Педерсена) при омическом нагреве ионосферы средних и высоких широт мощным КВ радиоизлучением с низкочастотной амплитудной модуляцией. Для этого использована упрощенная модель изменений температуры электронов Te в ионосфере при таком нагреве, разработанная на предыдущем этапе данных исследований. Получено, что омический нагрев ионосферы мощным КВ излучением с амплитудной модуляцией на частоте Ω приводит к модуляции проводимостей ионосферы и горизонтальных токов на этой частоте из-за модуляции температуры электронов. Эти модуляции существенны в нижней ионосфере на высотах 60–90 км, где их амплитуда: а) для прямоугольной модуляции больше, чем для синусоидальной, б) увеличивается с уменьшением частоты модуляции Ω. Для интегральных по высоте проводимостей ионосферы вклад нижней ионосферы незначителен. Поэтому фоновые электрические поля и горизонтальные токи в динамо-области ионосферы (на высотах 90–150 км) остаются неизменными вне и внутри области нагрева ионосферы. В результате, модуляция горизонтальных ионосферных токов в области нагрева нижней ионосферы происходит параллельно фоновому току динамо-области ионосферы, что не противоречит экспериментальным данным.

Гелиогеофизические исследования, № 36, с. 57-63 (2022) | Рубрика: 18

 

Алпатов В.В., Высоцкий А.Г., Гребнев И.А., Деминов М.Г., Репин А.Ю. «Эффекты нагрева нижней ионосферы мощным КВ радиоизлучением. 3. Амплитудная модуляция» Гелиогеофизические исследования, № 36, с. 64-73 (2022)

Разработана упрощенная модель генерации низкочастотных радиоволн в нижней ионосфере при нагреве ионосферы мощным КВ излучением стенда с амплитудной модуляцией. Она дает свойства источника генерации этих волн – ионосферного диполя (аналога диполя Герца) на высоте 75–80 км, включая момент этого диполя, и амплитуду низкочастотных волн, распространяющихся от этого источника, в том числе до поверхности Земли. На основе сопоставления с данными экспериментов получено, что модель правильно отражает экспериментально наблюдаемые зависимости амплитуд генерируемых волн от несущей частоты и частоты модуляции стенда, за исключением резонансной частоты волновода Земля-ионосфера и его гармоник. Для конкретного случая представлена поправка, которая позволяет учесть вклад этого резонанса в амплитуду низкочастотных волн, генерируемых стендом в нижней ионосфере. Расчеты по разработанной модели позволили подтвердить, что уменьшение коэффициента диаграммы направленности D0 антенно-фидерной системы стенда при прочих равных условиях приводит к увеличению амплитуды радиоволн, генерируемых ионосферным диполем. Это происходит потому, что уменьшение D0 сопровождается уменьшением эффективной мощности излучения W0 ( W0D0) и увеличением горизонтальной площади πa2, занятой ионосферным диполем a2∼1/D0), и последний фактор становится преобладающим для амплитуды генерируемых волн, если другие параметры радиоизлучения стенда остаются неизменными.

Гелиогеофизические исследования, № 36, с. 64-73 (2022) | Рубрика: 18

 

Алпатов В.В., Высоцкий А.Г., Гребнев И.А., Деминов М.Г., Репин А.Ю. «Эффекты нагрева нижней ионосферы мощным КВ радиоизлучением. 4. Геометрическая модуляция» Гелиогеофизические исследования, № 36, с. 74-82 (2022)

Представлена упрощенная модель для амплитуды магнитного поля низкочастотных радиоволн на поверхности Земли (ΔBgeom), генерируемых в нижней ионосфере при нагреве ионосферы мощным КВ излучением стенда с геометрической модуляцией. Амплитуда КВ излучения стенда не меняется со временем при такой модуляции и пятно излучения стенда (главный лепесток диаграммы направленности антенно-фидерной системы стенда) в нижней ионосфере описывает замкнутую траекторию с низкой частотой, что и является источником генерации радиоизлучения на этой низкой частоте. Элементом модели является отношение амплитуд магнитного поля низкочастотных радиоволн для геометрической и амплитудной модуляций (ΔBgeomBamp) на поверхности Земли при прочих равных условиях. Это отношение, по-видимому, получено впервые, содержит только частоту модуляции стенда и геометрические факторы, т.е. зависит от гораздо меньшего числа параметров, чем ΔBgeom или ΔBamp. В разработанной модели учтено, что на расстояниях 70-80 км от стенда происходит захват низкочастотных радиоволн в волновод Земля-ионосфера и отношение ΔBgeomBamp с данными экспериментов получено, что модель правильно отражает экспериментально наблюдаемые зависимости ΔBgeomBamp от частоты модуляции стенда WF, включая большие расстояния от стенда, где ΔBgeomBamp>1 на частотах F>3 кГц с максимумом этого отношения на частоте F≈6 кГц для круговой геометрической модуляции.

Гелиогеофизические исследования, № 36, с. 74-82 (2022) | Рубрика: 18