Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г.
Приведены результаты экспериментальных исследований методом частичных отражений вариаций концентрации электронов в среднеширотной D-области ионосферы во время сильной магнитной бури в январе 2005 г. Рассмотрен отклик D-области во все времена суток, включая переходные периоды. Проведено сравнение с р...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Радіоастрономічний інститут НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8382 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. / А.М. Гоков, А.И. Гритчин // Радиофизика и радиоастрономия. — 2008. — Т. 13, № 1. — С. 54-66. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860135757263405056 |
|---|---|
| author | Гоков, А.М. Гритчин, А.И. |
| author_facet | Гоков, А.М. Гритчин, А.И. |
| citation_txt | Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. / А.М. Гоков, А.И. Гритчин // Радиофизика и радиоастрономия. — 2008. — Т. 13, № 1. — С. 54-66. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Приведены результаты экспериментальных исследований методом частичных отражений вариаций концентрации электронов в среднеширотной D-области ионосферы во время сильной магнитной бури в январе 2005 г. Рассмотрен отклик D-области во все времена суток, включая переходные периоды. Проведено сравнение с результатами, полученными в течение месяца до и после магнитной бури в невозмущенных условиях. Во время магнитной бури и в течение нескольких дней после нее выявлен с периодами T≥30÷60 мин квазипериодический рост концентрации электронов более, чем на 50 ÷100 %, продолжавшийся в течение десятков минут. По экспериментальным данным выполнены оценки изменений скорости ионизации и энергетических характеристик потоков заряженных частиц.
Наводяться результати експериментальних досліджень методом часткових відбиттів варіацій концентрації електронів в середньоширотній D-області іоносфери під час сильної магнітної бурі у січні 2005 р. Розглянуто відгук D-області впродовж усієї доби, включаючи перехідні періоди. Виконано порівняння із результатами, одержаними протягом місяця до та після магнітної бурі за незбурених умов. Під час магнітної бурі та впродовж кількох діб після неї виявлено з періодами T≥30÷60 хвилин квазіперіодичне зростання концентрації електронів понад 50 ÷100 % протягом десятків хвилин. За експериментальними даними оцінено зміни швидкості іонізації та енергетичних характеристик потоків заряджених частинок.
The electron density variations measured with the partial reflection radar in the ionospheric D-region at mid-latitudes during a strong magnetic storm in January 2005 are shown. The D-region response is considered for all day hours, transitional periods included. The results are compared with those obtained a month before and after the magnetic storm in the undisturbed periods. Quasi-periodic increases in the D-region electron density by more than 50 ÷100 % during the magnetic storm and a few days beyond are revealed to last for tens of minutes with periods of T≥30÷60 min. The experimental data allowed estimation of ionization rates and parameters of the energetic particle fluxes.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:47:15Z |
| format | Article |
| fulltext |
Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1, с. 54-66
© А. М. Гоков, А. И. Гритчин, 2008
УДК 550.388, 520.16+523.31+523.9: 520.86
Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы
вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г.
А. М. Гоков, А. И. Гритчин
Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина,
пл. Свободы, 4, г. Харьков, 61077, Украина
E-mail:Alexander.M.Gokov@univer.kharkov.ua
Статья поступила в редакцию 22 октября 2007 г.
Приведены результаты экспериментальных исследований методом частичных отражений вари-
аций концентрации электронов в среднеширотной D-области ионосферы во время сильной магнит-
ной бури в январе 2005 г. Рассмотрен отклик D-области во все времена суток, включая переходные
периоды. Проведено сравнение с результатами, полученными в течение месяца до и после магнит-
ной бури в невозмущенных условиях. Во время магнитной бури и в течение нескольких дней после
нее выявлен с периодами 30 60T ≥ ÷ мин квазипериодический рост концентрации электронов бо-
лее, чем на 50 100 %,÷ продолжавшийся в течение десятков минут. По экспериментальным дан-
ным выполнены оценки изменений скорости ионизации и энергетических характеристик потоков
заряженных частиц.
Введение
Магнитные бури (МБ), которые являются
следствием нестационарных процессов на
Солнце, таких, как выбросы корональной мас-
сы (ВКМ) и солнечные вспышки, оказывают
существенное влияние на состояние косми-
ческой погоды в целом и динамику призем-
ной ионосферной плазмы. Каждая МБ уни-
кальна и сопровождается комплексом явле-
ний в околоземной плазме, которые, кроме
общих закономерностей, имеют особеннос-
ти, вызывающие соответствующие характер-
ные изменения ионосферных параметров, по-
скольку параметры МБ сильно зависят от энер-
гии нестационарных процессов на Солнце и
от предшествующего ей состояния в системе
Земля – Космос в целом. В настоящее время
сравнительно хорошо изучено проявление МБ
в средней и верхней ионосфере (выше 100 км).
Реакция среднеширотной D-области ионосферы
(ниже 100 км) на МБ носит сложный и неодноз-
начный характер и изучена недостаточно (см.,
например, [1-13]). Обусловлено это, в первую
очередь, разными физико-химическими про-
цессами, протекающими в этих областях ионо-
сферы [14], а также эпизодичностью прямых
измерений с помощью зондов на ракетах и
трудностями при использовании косвенных
дистанционных методов. Известные исследо-
вания отклика среднеширотной D-области ионо-
сферы (а они, к сожалению, пока единичны),
как правило, отражают некоторые характер-
ные особенности поведения концентрации
электронов в отдельные промежутки времени
во время МБ и после нее. Этого недостаточно
для изучения исследуемого вопроса. Требу-
ется проведение длительных эксперименталь-
ных наблюдений в течение ряда дней до, во
время и после МБ, чтобы проследить дина-
мику изменений в ионосферной плазме наря-
ду с изменениями геофизических парамет-
ров (или, как часто говорят в последние годы,
параметров космической погоды). Это осо-
бенно важно для изучения явления высыпа-
ний заряженных частиц в среднеширотной
ионосфере.
Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г.
55Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
Целью настоящей работы, в которой продол-
жены исследования, начатые нами в преды-
дущих работах [3-7, 15], является изложение
результатов экспериментальных исследований
вариаций концентрации электронов ( )N z в сред-
неширотной D-области ионосферы во время МБ
в январе 2005 г. и сравнение их с результатами,
полученными до и после МБ в невозмущенных
условиях.
Техника и методики измерений
и обработки данных
Зондирование нижней ионосферы проводи-
лось на территории радиофизической обсер-
ватории Харьковского национального универ-
ситета имени В. Н. Каразина вблизи г. Харь-
кова (географические координаты: 49 38′° с. ш.,
36 20′° в. д.; магнитное наклонение – 66 36.8 ,′°
магнитное склонение – 6 19.6 ;′° возвышение над
уровнем моря – 156 м) на аппаратуре [16, 17]
с помощью радара частичных отражений (ЧО).
В период проведения наблюдений техничес-
кие параметры радара были следующими: им-
пульсная мощность передатчика 150P = кВт,
рабочая частота 2.31f = МГц, длительность
импульса 25 мкс, частота повторения им-
пульсов 10F = Гц, коэффициент усиления ан-
тенны 50,G ≈ исследуемый диапазон высот –
60 126÷ км. Измерения амплитуд ЧО сигна-
лов и радиошумов выполнены в период силь-
ной МБ в январе 2005 г. Наблюдения про-
водились циклами до, в период и после МБ.
В табл. 1 приведены сведения о проведен-
ных экспериментах (W – число солнечных
пятен; F10.7 – поток радиоизлучения на дли-
не волны 10.7 см; Ap и Kp – индексы геомаг-
нитной активности). В отличие от известных
в литературе и наших предыдущих экспери-
ментальных исследований, которые, как пра-
вило, были эпизодическими и не охватывали
больших периодов до и после МБ, в рас-
сматриваемом исследовании мы провели на-
блюдения методом ЧО достаточно длитель-
ными циклами до, в период и после МБ.
Во время эксперимента регистрировались
высотно-временные зависимости амплитуд
смеси , ( , )so xA z t ЧО сигнала , ( , )o xA z t и радио-
шума , ( )no xA t (t – время, индексы “o” и “x”
соответствуют обыкновенной и необыкновен-
ной поляризациям) с 22 высотных уровней,
начиная с 60 км через 3 км. Измерения
, ( , )so xA z t и , ( )no xA t выполнялись непрерыв-
ными сеансами длительностью единицы–де-
сятки часов. Для выделения амплитуд ЧО
сигналов , ( , )o xA z t записывались также амп-
литуды радиошума , ( )no xA t (2 выборки в по-
лосе частот 50 кГц) в моменты времени, пред-
шествующие излучению зондирующего им-
пульса. Оценки средних величин квадратов
амплитуд ЧО сигнала 2
,o xA и шумов 2
,no xA
осуществлялись по 600 реализациям на ин-
тервале времени 60 с. Статистическая по-
грешность этих оценок не превышала 10 %.
Вычислялись высотно-временные зависимо-
Таблица 1. Сведения об экспериментах
12.01.2005 06:20–21:00 30 45355333 102 58
17.01.2005 09:45–23:55 63 54377753 138 107
18.01.2005 00:00–23:50 72 65756645 124 109
19.01.2005 00:10–24:00 62 66676434 133 66
20.01.2005 01:44–24:00 12 21124433 123 61
21.01.2005 00:19–24:00 61 31322886 114 69
22.01.2005 00:00–24:00 28 56333343 102 60
23.01.2005 00:00–12:10 17 44333432 96 40
Дата
Время наблюдений,
LT
Ар
(планетарный) Kp F10.7 W
А. М. Гоков, А. И. Гритчин
56 Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
сти 2
, ( , )o xA z t и 2
, ( ).no xA t Для анализа до-
полнительно применялось их сглаживание ме-
тодом скользящего среднего на интервалах
10 30÷ мин со сдвигом 1 5÷ мин. По полу-
ченным 2
, ( )o xA z на фиксированных высо-
тах с шагом 3zΔ = км на интервале усредне-
ния 10tΔ = мин вычислялось их отношение
, ( ),o xR z используемое далее для получения
профилей электронной концентрации ( )N z по
методике дифференциального поглощения с
применением алгоритма регуляризации [18]
(применяется известная из теории метода ЧО
связь { }
2 2 2
2 22
exp 4( ) ,x
x o
o
A
R K K
A
+
−
Ω + ν= = − −
Ω + ν
где , 2 , cos 1.3МГц,L L L L Bf f f±Ω = ω±ω ω = π = α ≈
Bf – гирочастота электронов, α – угол между
вертикалью и вектором индукции геомагнит-
ного поля, ν – частота соударений электронов
с нейтралами, ,x oK – интегральный коэффи-
циент поглощения ЧО сигнала, зависящий от
концентрации электронов). Погрешность вы-
числений профилей ( )N z не превышала 30 %.
Уточнение профилей ( )N z проводилось по ме-
тодике [19]: высотные профили , ( )o xR z вычис-
лялись на интервалах усреднения 5, 10tΔ = мин,
после чего осуществлялось их высотное сгла-
живание по трем точкам. Полученные таким
образом зависимости ( )R z использовались
для получения профилей ( ).N z
Сведения о космической погоде
Сведения о космической погоде приведе-
ны на рис. 1. Рассматриваемый временной пе-
риод можно условно разделить на три: с 10 по
16 января, с 17 по 22 января и с 22 по 25 января
2005 г. Кратко охарактеризуем их на основе
Рис. 1. Временные данные, характеризующие состояние космической погоды в январе 2005 г. в период
магнитной бури: а) – изменения индекса геомагнитной активности Dst; б) – усредненные за 5 мин
потоки протонов с энергиями 10, 50 и 100 МэВ, измеренные на спутнике GOES–8 (W75); в) – потоки
электронов с энергией больше 2 МэВ, измеренные на спутнике GOES–12; г) – усредненные за 5 мин значе-
ния Нр – составляющей геомагнитного поля по измерениям на спутнике GOES–12; д) – значения плане-
тарного индекса геомагнитной активности Кр
Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г.
57Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
геофизических данных, полученных в миро-
вых центрах данных по сети Интернет (http://
www.sec.noaa.gov). Сильной МБ 17–19 янва-
ря предшествовали процессы на Солнце в
области 720 (N13, L 179).= Эта область была
самой большой и наиболее активной в види-
мой части Солнца начиная с 12 – 13 января.
Для первого периода характерно следующее:
– Солнечная активность была низкой с по-
степенным увеличением до умеренной на-
чиная с 14 января, 14 – 17 января в области
Солнца 720 произошли 7 вспышек класса М
и 3 вспышки – класса Х. Наиболее сильные
из них наблюдались 15 января: 1) Х1.2/1b в
00:22 – 00:43(max) – 01:02 UT (интегральный поток
составил 0.12I = Дж/м2; вспышка породила
сложные ВКМ типа полного гало); 2) М8.6/sf
в 05:54 – 06:38 – 07:17 UT ( 0.29I = Дж/м2);
3) Х2.6/3b в 22:25 – 23:02 – 23:31 UT со слож-
ным ВКМ типа асимметричного полного гало
( 0.63I = Дж/м2); данные события не были гео-
эффективными и не вызвали значительных воз-
мущений в фазе восстановления МБ.
– Геомагнитное поле изменялось от спо-
койного (10 – 11 января) до слабо возмущен-
ного (15 – 16 января) с небольшими возму-
щенными периодами.
– Потоки протонов в этот период почти не
регистрировались, а начиная с 15 января, после
вспышки М8.6/sf, на 1 2÷ порядка возросли по-
токи протонов с энергией 10≥ МэВ. После
вспышки Х2.6/3b на 1 2÷ порядка возросли по-
токи протонов с энергиями 10≥ и 100≥ МэВ
(максимальное значение потоков зарегист-
рировано 16 января в 18:40 UT и составило
365 2 1 1протон cм c cр ).− − −⋅ ⋅ ⋅ Изменения пото-
ков протонов иллюстрируются на рис. 1, б.
– Потоки электронов с энергиями 2≥ МэВ,
измеренные на спутниках GEOS –8, 12, в те-
чение 13 – 16 января возросли, и их значения
были повышенными по сравнению с предыду-
щими днями.
Для второго периода характерно следую-
щее:
– Солнечная активность изменялась от
высокой (17 – 19 января) к умеренной и вновь
к высокой (во второй половине суток 22 янва-
ря). Область 720 видимой части Солнца была
самой большой и наиболее активной. В этот
период в ней произошли 25 вспышек класса С,
8 вспышек – класса М и 3 вспышки – класса Х.
Наиболее сильной и геоэффективной была про-
тонная вспышка Х3.8/sf 17 января в 09:52 UT.
Она породила сложные ВКМ типа С3 направ-
ленного полного гало. Менее сильная, но гео-
эффективная вспышка Х1.3/2n, произошла
19 января в 08:22 UT и породила комплекс
сложных ВКМ типа С3 направленного полно-
го гало. Эти два события вызвали возмуще-
ния в фазе восстановления и развития МБ.
20 января в области 720 реализовалась мощ-
ная протонная вспышка Х7.1/2b, которая поро-
дила комплекс сложных ВКМ. После этого
активность области 720 снижалась, заключи-
тельным аккордом ее стала малогеоэффектив-
ная вспышка М1.0, произошедшая 23 января.
Примерно с 18:00 UT 21 января и до 06:00 UT
22 января после вспышки Х7.1 реализовалась
небольшая МБ (на рис. 1 видно, что в этот
период наблюдались существенное уменьше-
ние значений Dst-индекса и сильные вариа-
ции Hp-составляющей геомагнитного поля;
Kp-индекс в течение 3 6÷ часов возрастал до
значений 6 7.)÷ Характерно, что во время этой
МБ, как и в период первой МБ, (см. рис. 1, в)
потоки высокоэнергичных электронов умень-
шались более, чем на 2 порядка.
– Последовательная серия сильных вспы-
шек рентгеновского излучения, порожденных
областью 720 видимой части Солнца, выз-
вала серию протонных явлений – высыпаний
протонов с энергиями 10≥ и 100≥ МэВ. За-
метный рост потоков протонов с энергией
10≥ МэВ начался еще 15 января после
вспышки М8.6, последующий рост потоков
протонов продолжился 16 января после
вспышки Х2.6, и геоэффективность потоков
протонов была выше, чем в предыдущий
период: их пиковое значение составило
365 2 1 1протон cм c cр ,− − −⋅ ⋅ ⋅ затем в течение
16 – 17 января величина потоков уменьши-
лась до 117 2 1 1протон cм c cр .− − −⋅ ⋅ ⋅ После это-
го во второй половине 17 января в результате
вспышки Х3.8 и ВКМ потоки протонов воз-
росли более, чем на порядок. Наибольшего
значения, 5040 2 1 1протон cм c cр ,− − −⋅ ⋅ ⋅ потоки
достигали 17 января в 17:50 UT, а затем в
течение 18 – 19 января потоки уменьшились,
А. М. Гоков, А. И. Гритчин
58 Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
и 20 января они достигли минимальных значе-
ний, примерно на 1.5 2÷ порядка меньших мак-
симального значения. В этот период (после
вспышки Х3.8) существенно возросли потоки
протонов с энергией 100≥ МэВ, наибольших
значений они достигли 17–18 января (потоки
составляли ~ 10 28÷ 2 1 1протон cм c cр ),− − −⋅ ⋅ ⋅
а к 19 января они уменьшились в несколько
раз, примерно до фоновых значений. Наибо-
лее сильные и энергичные высыпания прото-
нов связаны со вспышкой Х7.1, произошед-
шей 20 января.
Для третьего периода характерно следую-
щее. Дни, начиная примерно с 06:00 UT 22 ян-
варя, можно отнести к спокойным. Потоки
протонов продолжали плавно уменьшаться и
23 января достигли фоновых невозмущенных
значений. Потоки электронов после МБ, ко-
торая закончилась в первой четверти суток
22 января, плавно возросли примерно на 2 по-
рядка к значениям, наблюдавшимся до МБ.
Значения Kp-индекса после МБ уменьшились
до 2 3.÷ Значения Dst-индекса увеличились
к невозмущенным фоновым значениям. Ва-
риации Hp соответствовали невозмущенным
условиям.
Экспериментальные результаты
Рассмотрим основные особенности высот-
но-временных вариаций концентрации элект-
ронов, характеристик ЧО сигналов и шумов,
полученные в экспериментах в невозмущен-
ных условиях и во время МБ в январе 2005 г.
В эксперименте 12 января (этот день можно
отнести к слабо возмущенным) высотно-
временные вариациии ЧО сигналов с высотных
уровней 78 87÷ км, шумов и ( , )N z t (см. рис. 2)
соответствовали типичным для невозмущен-
ных условий в это время года. Четко выражен-
ного суточного хода (зависимости от зенитно-
го угла Солнца ( , ))N z χ не было, что, как пока-
зывает анализ многолетних данных наблюде-
ний в регионе, бывает характерно для зимних
условий.
17 января имела место МБ, которая сопро-
вождалась сильной рентгеновской вспышкой
Х3.8 в 08:59 – 12:07 LT. В этот день по данным
спутниковых наблюдений (http://www.solar.
sec.noaa.gov.) заметно возросли потоки высы-
пающихся протонов, а потоки высокоэнергич-
ных электронов, наоборот, уменьшились и, как
видно из рис. 1, наблюдались существенные
Рис. 2. Вариации концентрации электронов на фиксированных высотах в D-области ионосферы 12
и 17 января 2005 г. Номера у кривых соответствуют следующим высотным уровням: 1 – 75 км, 2 – 78 км,
3 – 81 км, 4 – 84 км, 5 – 87 км, 6 – 90 км, 7 – 93 км
Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г.
59Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
вариации Dst-индекса и Hp-составляющей
геомагнитного поля. ЧО-сигналы с отношени-
ем сигнал/шум 2 2
, , ~ 1 100o x no xs A A= ÷ на-
блюдались в течение большей части суток.
В период рентгеновской вспышки Х3.8 в те-
чение примерно 70 мин интенсивность ЧО сиг-
налов уменьшилась, а интенсивность шумов
и их дисперсия возросли в несколько раз. Отно-
шение s уменьшилось в десятки раз по сравне-
нию с предыдущим периодом. После этого
интенсивность шумов понизилась до значений
в невозмущенных условиях, а отношение s уве-
личилось в десятки раз. Концентрация элект-
ронов на высотах 75 93z = ÷ км, как видно
из рис. 2, заметно возросла. Прослеживается
отчетливый всплеск ( , )N z t в течение пример-
но 30 мин. После резкого увеличения последо-
вало примерно такое же уменьшение значений
( , )N z t в течение 30 40÷ мин. Затем начался
плавный рост значений ( , )N z t с отчетливо вы-
раженной зависимостью ( , )N z χ от зенитного
угла Солнца. Примерно за 70 мин до захода
Солнца (время прохождения вечернего солнеч-
ного терминатора (ВСТ) на высоте 85 км соот-
ветствовало 17:25 LT) в D-области начались ква-
зипериодические изменения ( , )N z t в течение
примерно 90 мин с периодом 30 40T ≈ ÷ мин.
После 17:55 LT в течение примерно 50 60÷ мин
значения ( , )N z t уменьшились более, чем на
порядок. Через 80 мин после прохождения ВСТ
(около 18:45 LT) в течение примерно 140 мин в
несколько раз возросли значения концентрации
электронов в D-области. При этом значения
( , )N z t менялись с квазипериодом 50T ≈ мин.
Как видно из приведенных на рис. 2 данных,
в этот день в 23:00 – 23:35 LT наблюдался рез-
кий рост значений ( , )N z t более, чем на 150 %.
Отметим, что в целом значения концентрации
электронов в этот день в D-области были
повышенными по сравнению со значениями
в невозмущенный день 12 января.
18 и 19 января, как и 17, отчетливые ЧО
сигналы регистрировались в течение большей
части суток почти во всей D-области с 2s >
(часто было 1).s 18 января, как видно из
приведенных на рис. 3 данных, вариации ( , )N z t
в целом схожи с изменениями ( , )N z t в пре-
дыдущий день, исключая особенности, ха-
рактерные для отклика D-области на рентге-
новскую вспышку. Отметим предзаходные ва-
риации ( , )N z t и вариации ( , )N z t меньшей ве-
личины в 20:00 – 20:40 LT и в 22:00 – 24:00 LT,
которые, по-видимому, обусловлены высыпа-
ниями высокоэнергичных частиц (электронов,
протонов). 19 января в 10:03 – 10:40 LT имела
место сравнительно сильная рентгеновская
вспышка Х1.3. Она отчетливо проявилась в
вариациях характеристик ЧО сигналов, шумов
и в изменениях ( , ),N z t которые в целом по-
добны тем, что наблюдались во время вспыш-
ки 17 января. При этом, как видно из рис. 3,
значения концентрации электронов повышен-
ные по сравнению со значениями в невозму-
щенных условиях и отчетливо прослеживает-
ся дневной ход ( , ).N z t Как и в предыдущие
два дня, в период прохождения ВСТ наблю-
дались квазипериодические изменения
( , )N z t с периодом 30T ≈ мин, которые на-
чались за 40 50÷ мин до момента захода
Солнца на этих высотах и продолжались в те-
чение примерно 170 мин. Вариации концентра-
ции электронов составляли сотни процентов.
Так же как и 17–18 января, в ночное время
(примерно после 22:00) периодически наблю-
дался рост значений концентрации электронов
в 1.5 4÷ раза длительностью около 120 мин
и периодом 30 60T ≈ ÷ мин. В ночное время
с 00:00 до 04:00 LT во всей D-области значе-
ния концентрации электронов оставались по-
вышенными по сравнению со значениями в не-
возмущенных условиях, что обусловлено,
по-видимому, высыпаниями заряженных час-
тиц из радиационных поясов. Для этого экспе-
римента характерно то, что быстрый рост
( , )N z t во всей D-области ионосферы начался
через 20 30÷ мин после момента прохожде-
ния утреннего солнечного терминатора (УСТ)
на этих высотах. Отметим, что в невозму-
щенных условиях [20, 21] рост ( , )N z t обычно
более плавный и начинается через десятки–
сотни минут после прохождения УСТ.
День 20 января был слабо возмущенным.
В первой половине суток имел место резкий
(примерно на порядок) рост значений потоков
протонов с последующим плавным уменьше-
нием, при этом значения потоков оставались
на 2 3÷ порядка выше, чем в невозмущенных
условиях. Вариации концентрации электронов
А. М. Гоков, А. И. Гритчин
60 Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
в D-области в этот день приведены на рис. 3.
Ночные (утром) значения ( , )N z t в этот день
были на уровне ошибок измерений. Замет-
ный рост концентрации электронов начался
через 20 50÷ мин после прохождения УСТ.
ЧО сигналы разной интенсивности ( ~ 1 100)s ÷
наблюдались в течение всего светлого вре-
мени суток, в темное время суток (с 00:00 и
до момента прохождения УСТ, а так же после
прохождения ВСТ) ~ 1 2.s ÷ В период 08:36 –
09:26 LT имела место мощная рентгеновская
вспышка Х7.1, сопровождавшаяся вспышкой
класса 2b в оптическом диапазоне. Она от-
четливо проявилась в вариациях характерис-
тик ЧО сигналов, шумов и в изменениях ( , ),N z t
которые в целом подобны тем, что наблюда-
лись во время вспышек 17 и 19 января. В
светлое время суток имел место типичный
суточный ход величины ( , ).N z t Примерно
за 50 60÷ мин до времени прохождения ВСТ
начались существенные квазипериодические
изменения ( , )N z t (вариации значений концен-
трации электронов составляли сотни процен-
тов) с периодом 40 50T ≈ ÷ мин и длительно-
стью 220 240÷ мин, после чего значения кон-
центрации электронов оставались почти на
уровне ошибок метода ЧО.
День 21 января можно отнести к невозму-
щенным (см. рис. 1). Только в последней тре-
ти этих суток и в начале следующих имела
место сравнительно короткая геомагнитная
буря: значения Kp-индекса после 20:00 LT
возросли до 7 8÷ в 22:00 – 24:00 LT, а затем
22 января они уменьшились до 3 примерно к
08:00 LT. В период МБ отмечен всплеск зна-
чений Dst примерно на 30 нТл (до значений
10Dst ≈ нТл) и последующее резкое их умень-
шение до 100Dst ≈ − нТл. Потоки электронов
во время МБ уменьшились более, чем на
2 порядка, с существенными флуктуациями.
Значения Hp-компоненты геомагнитного поля
в период МБ испытывали сильные флуктуа-
Рис. 3. То же, что и на рис. 2 для 18, 19 и 20 января 2005 г.
Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г.
61Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
ции (примерно 100± нТл относительно невоз-
мущенных значений). В течение светлого вре-
мени суток регистрировались отчетливые ЧО
сигналы ( 1 100),s ≈ ÷ в темное время суток
1 3.s ≈ ÷ Как видно из рис. 4, вариации концен-
трации электронов в этот день соответствова-
ли типичному суточному ходу с отчетливо вы-
раженной зависимостью ( , ).N z χ Во время
этой МБ отчетливых особенностей в вариаци-
ях ЧО сигналов, шумов и концентрации элек-
тронов не было установлено.
22 и 23 января (эти дни можно отнести к
спокойным), как видно из рис. 1, параметры,
характеризующие космическую погоду, дос-
тигли фоновых невозмущенных значений и
только потоки электронов после МБ, которая
закончилась в первой четверти суток 22 янва-
ря, плавно возросли примерно на 2 порядка
к значениям, имевшим место до МБ. Как и в
предыдущие сутки, в эти дни в течение свет-
лого времени суток регистрировались отчет-
ливые ЧО сигналы ( 1 100),s ≈ ÷ в темное вре-
мя суток 1 2.s ≈ ÷ Вариации ( , ),N z t как видно
из рис. 4, соответствовали типичному суточ-
ному ходу с отчетливо выраженной зависимо-
стью ( , ).N z χ В период прохождения УСТ
21 – 23 января характерный рост ( , )N z t начи-
нался через 30 40÷ мин. В период прохожде-
ния ВСТ в эти дни квазипериодические изме-
нения ( , )N z t были выражены значительно
меньше, чем в дни с геомагнитными возму-
щениями.
Обсуждение
Таким образом, во время рассмотренного
периода наблюдений в высотно-временных
вариациях концентрации электронов установ-
лены следующие особенности:
1. В невозмущенные дни 21–23 января
высотно-временные вариации ( , )N z t соот-
ветствовали типичным невозмущенным ус-
ловиям с отчетливо выраженной зависимос-
тью ( , ).N z χ
2. В невозмущенных условиях 12 января
зависимость ( , )N z χ четко не прослеживалась.
3. Во время трех сильных рентгеновских
вспышек наблюдалось увеличение в несколь-
Рис. 4. То же, что и на рис. 2 для 21, 22 и 23 января 2005 г.
А. М. Гоков, А. И. Гритчин
62 Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
ко раз значений ( , )N z t в течение 30 60÷ мин
с последующим примерно таким же умень-
шением концентрации электронов в течение
30 40÷ мин после вспышки и плавным рос-
том значений ( , )N z t в последующие часы.
В одном случае (17 января) в начале вспышки
регистрировалось увеличение значений ( )N z
более, чем на 100 %, с последующим резким
уменьшением ( )N z в течение примерно
30 40÷ мин и плавным ростом значений кон-
центрации электронов после этого.
4. В дни во время геомагнитных возмуще-
ний также отчетливо прослеживалась зави-
симость ( , ).N z χ Значения ( )N z при этом
заметно превышали соответствующие зна-
чения концентрации электронов в невозмущен-
ные дни.
5. В возмущенные дни после прохождения
УСТ характерный рост значений концентрации
электронов начинался примерно на 10 50÷ мин
раньше, чем в невозмущенные дни.
6. В период прохождения ВСТ в возмущен-
ные дни за 60 40÷ мин до момента его про-
хождения наблюдались существенные квази-
периодические изменения ( , ),N z t которые
заметно превышали подобные вариации, на-
блюдаемые в невозмущенные дни.
Одной из характерных для среднеширот-
ной нижней ионосферы особенностей в рас-
сматриваемых экспериментах оказалось то,
что, как во время МБ, так и в течение не-
скольких дней после них, эпизодически реги-
стрировались аномально высокие значения
концентрации электронов в течение десятков
минут. Такие явления не наблюдались нами
в невозмущенных условиях. Увеличение N
в период магнитной бури может быть вызва-
но ионизацией ионосферной плазмы в D-об-
ласти потоками высыпающихся из магни-
тосферы энергичных заряженных частиц.
В пользу гипотезы о высыпании заряженных
частиц в среднеширотную ионосферу гово-
рит и тот факт, что ранее (см., например, [15])
во время магнитных бурь, в основном в ноч-
ные часы, мы неоднократно визуально наблю-
дали (например, в марте и апреле 2001 г., в
октябре 2003 г., в апреле, июле и ноябре 2004 г.,
в августе 2005 г., а также в период проведе-
ния рассматриваемых в настоящей статье
экспериментов) характерное, типа “полярно-
го сияния”, свечение атмосферы длительно-
стью 20 60÷ мин. Имеются фотоснимки этих
явлений. Кроме того, известно, что во время
МБ и в течение примерно 5 14÷ дней после них
высыпающиеся из радиационных поясов энер-
гичные электроны с энергией 40ε ≥ кэВ яв-
ляются источником дополнительной иониза-
ции среднеширотной D-области ионосферы
до широт ~ 45 60÷ ° (см., например, [2-5,
7-13]). В этот период существенную роль в
качестве источника ионизации в средних ши-
ротах играют также высокоэнергичные про-
тоны. Явление корпускулярной ионизации
среднеширотной D-области ионосферы под-
тверждено экспериментально (см., например,
[2-13, 22, 23]). Электроны и протоны могут
играть заметную роль в ионизации нижней
ионосферы на высотах 50 100÷ км ночью и в
периоды возмущений различной природы ес-
тественного (солнечные вспышки, магнитные
бури, грозы, солнечный терминатор, сильные
землетрясения и т. д.) и искусственного про-
исхождения (мощные взрывы, старты ракет,
работа мощных нагревных стендов в радио-
частотном диапазоне, излучение высоковольт-
ных линий электропередач и т. д.).
Для оценки параметров потоков заряжен-
ных частиц в рассматриваемых эксперимен-
тах удобно воспользоваться методикой [24].
По величине электронной концентрации в не-
возмущенных 0N и возмущенных N условиях
оцениваются скорости ионизации 2
0 0 0 ,q N= α
2 ,q N= α где 0α и α – соответствующие ко-
эффициенты рекомбинации. Далее по методи-
ке [24] оценки параметров потока частиц сво-
дятся к вычислению величины 0 ,q q qΔ = −
затем плотности потока мощности частиц П,
потока частиц p, мощности и энергии частиц P
и E. Если пренебречь распределением высыпа-
ющихся частиц по энергиям, которое при назем-
ных наблюдениях неизвестно, то П 2 ,i z q≈ ε Δ Δ
где 35iε ≈ эВ – энергия, затрачиваемая на
один акт ионизации; zΔ – диапазон высот, где
эффективно поглощается поток частиц данной
энергии ε. В расчетах положим, что 10zΔ = км.
С другой стороны, параметр П связан с пото-
ком частиц: П .p= ε Имея П, можно оценить
мощность и энергию частиц, высыпающихся
Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г.
63Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
на площади S: ,P S= Π ,E P T= Δ где TΔ –
длительность высыпаний.
При расчетах предполагалось, что 1410S = м2,
3(1.2 2.4) 10tΔ = ÷ ⋅ с, энергия высыпающихся
высокоэнергичных электронов 40ε = эВ. Рас-
четы показали (см. пример расчетов в табл. 2),
что величина плотности потоков электронов в
рассмотренных экспериментах во время МБ
составляла 7 8 2 14 10 10 м с .p − −≈ ⋅ ÷ ⋅ В целом
результаты расчетов хорошо согласуются с из-
вестными данными о потоках электронов и про-
тонов, полученными экспериментально или
оцененными во время возмущений различной
природы (см., например, [2-13, 22, 23, 25, 26]).
Во время рассмотренных рентгеновских
вспышек класса Х в течение 30 60÷ мин
был установлен рост концентрации электро-
нов на высотах 75 90÷ км. Наиболее веро-
ятно, что такой рост ( , )N z t связан с резким
увеличением потока рентгеновского излуче-
ния Солнца во время вспышки. Используя
экспериментальные данные о временном из-
менении электронной концентрации, оценим
изменение скорости образования электронов
на этих высотах. Пренебрегая нагревом ат-
мосферы, при 0α ≈ α имеем 0 0 .N N q q= В
этом случае, например для эксперимента 17
января 2005 г., на высоте 75 км 0 300N ≈ cм–3,
900N ≈ cм–3, 0 9,q q ≈ а на высоте 81 км
0 1200N ≈ cм–3, 3000N ≈ cм–3, 0 6.25.q q ≈
Для эксперимента 19 января 2005 г. на высоте
78 км 0 600N ≈ cм–3, 1400 N ≈ cм–3, 0 5.44.q q ≈
Для эксперимента 20 января 2005 г. на высоте
78 км 0 250N ≈ cм–3, 740N ≈ cм–3, 0 8.76,q q ≈
на высоте 81 км 0 580N ≈ cм–3, 1500N ≈ cм–3,
0 6.7,q q ≈ а на высоте 87 км 0 1000N ≈ cм–3,
2000N ≈ cм–3, 0 4.q q ≈
Выше было отмечено, что как в утрен-
ние, так и в вечерние часы, прохождения
УСТ и ВСТ, в целом, сопровождались ква-
зипериодическими вариациями ( , )N z t почти
во всех экспериментах. Величина измене-
ний концентрации – сотни процентов (в воз-
мущенных условиях она, как правило, в еди-
ницы раз больше, чем в невозмущенных).
Характерно, что значения 0q q при этом до-
статочно большие. Например, в период ВСТ
для эксперимента 17 января 2005 г. на высоте
75 км 0 120N ≈ cм–3, 800N ≈ cм–3, 0 44,q q ≈
а на высоте 84 км 0 800N ≈ cм–3, 3100N ≈ cм–3,
0 15;q q ≈ для эксперимента 19 января 2005 г.
на высоте 84 км 0 500N ≈ cм–3, 2200N ≈ cм–3,
0 19.4,q q ≈ а на высоте 87 км 0 600N ≈ cм–3,
3400N ≈ cм–3, 0 32;q q ≈ для эксперимента
20 января 2005 г. на высоте 81 км 0 300N ≈ cм–3,
1500N ≈ cм–3, 0 25,q q ≈ а на высоте 87 км
0 500N ≈ cм–3, 2800N ≈ cм–3, 0 31.4.q q ≈ При-
чина таких изменений концентрации электро-
нов пока не ясна, что обусловлено малой изу-
ченностью и большой сложностью процес-
сов в этой области ионосферной плазмы.
Естественно, что они связаны с изменением
термодинамического режима. Но при этом
совершенно не изучена роль волновых про-
цессов и высыпаний высокоэнергичных час-
тиц. Поэтому этот вопрос требует дополни-
тельного изучения, и в первую очередь, тео-
ретического.
Таблица 2. Параметры потоков электронов
17.01.2005 75 639 10⋅ 75.2 10⋅ 5.1 45
18.01.2005 81 627 10⋅ 74.0 10⋅ 2.9 181
19.01.2005 75 641 10⋅ 76.0 10⋅ 17 26
19.01.2005 84 634 10⋅ 75.9 10⋅ 16 25
20.01.2005 78 628 10⋅ 75.1 10⋅ 5.8 14
21.01.2005 81 617 10⋅ 73.7 10⋅ 3.8 12
Дата z, км 3 1, м сq − −Δ ⋅ 2 1, м сp − −⋅ Р, МВт Е, ГДж
А. М. Гоков, А. И. Гритчин
64 Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
Заключение
1. На основе экспериментальных данных,
полученных с использованием метода частич-
ных отражений, подтверждено, что в средне-
широтной D-области ионосферы могут наблю-
даться квазипериодические вариации ( , )N z t
до порядка величины в течение нескольких
часов с 40 45T ≈ ÷ мин в период МБ и в те-
чение нескольких суток после нее.
2. Такие вариации ( , )N z t можно объяснить
увеличением потоков высыпающихся заряжен-
ных частиц (протонов и электронов). Оценки
потоков показали, что плотность потоков вы-
сыпающихся частиц в проведенных экспери-
ментах была 8 2 1~ 10 м с .p − −⋅
3. В светлое время суток в некоторые дни
во время МБ отчетливо прослеживалась за-
висимость ( , ).N z χ Значения ( )N z при этом в
несколько раз превышали соответствующие
значения концентрации электронов в невозму-
щенные дни. Ионизация в этот период времени,
по-видимому, в значительной мере контролиро-
валась потоками высыпающихся протонов и
электронов, величины которых были достаточ-
но большими. Оценки потоков, выполненные по
методике [24] на основе экспериментальных
данных, показали, что плотность потоков вы-
сыпающихся частиц была достаточно высокой
и составляла 7 2 1~ 10 м с .p − −⋅
4. Установлены некоторые характерные,
отличные от наблюдавшихся в невозмущен-
ных условиях, особенности в высотно-вре-
менных вариациях ( , )N z t в возмущенные
дни после прохождения УСТ и ВСТ: утром
характерный рост значений ( , )N z t начинал-
ся примерно на 10 50÷ мин раньше, чем в
невозмущенные дни; вечером за 60 40÷ мин
до момента прохождения ВСТ наблюдались
существенные квазипериодические измене-
ния ( , )N z t с 30 50T ≈ ÷ мин. Длительность
процесса составляла несколько часов, вели-
чина возмущений ( , )N z t – сотни процентов.
В возмущенных условиях величина изменен-
ний, как правило, в единицы раз больше, чем
в невозмущенных. В силу малой изученнос-
ти и большой сложности процессов в этой
области ионосферной плазмы причина таких
изменений концентрации электронов пока
окончательно не ясна и требует дальнейшего
изучения.
Авторы благодарят В. А. Подноса за по-
мощь в организации проведения эксперимен-
тов, К. П. Гармаша за любезно предоставлен-
ную программу расчета концентрации элект-
ронов с применением метода регуляризации,
О. Ф. Тырнова за обсуждение результатов ис-
следований и полезные замечания.
Литература
1. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Гришкевич Л. В.,
Иванов В. А. Результаты измерений электронной
концентрации в D-области ионосферы во время
ионосферных возмущений // Изв. вузов. Радиофи-
зика. –1975. – Т. 18, №8.– С. 1094-1097.
2. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Вяхирев В. Д.,
Гришкевич Л. В. Ночная ионизация D-области
ионосферы умеренных широт в период магнитной
бури // Геомагнетизм и аэрономия. – 1980. – Т. 20,
№3. – С. 547-548.
3. Гоков А. М., Гритчин А. И. Характеристики неко-
торых возмущений в D-области ионосферы во вре-
мя магнитных бурь и солнечных вспышек // Кос-
мические исследования. – 1996. – Т. 34, №6. –
С. 585-589.
4. Гоков А. М., Тырнов О. Ф. Отклик среднеширот-
ной D-области ионосферы на протонные события
SPE // Космічна наука і технологія. Додаток.–
2003. – Т. 9, №2. – С. 86-90.
5. Gokov A. M., Tyrnov O. F. Middle Latitude Iono-
spheric D-Region Responses to Solar Events as In-
vestigated by Partial Reflection Technique // Telecom-
munications and Radio Engineering. – 2003. – Vol. 59,
No. 3&4. – Р. 114-134.
6. Gokov A. M., Tyrnov O. F. Experimental investigations
of the middle latitude ionospheric D-region reaction to
geomagnetic sudden storm commencements // J. At-
mos. Electr. – 2003. – Vol. 23, No 1. – P. 21-29.
7. Гоков А. М., Черногор Л. Ф. Вариации электрон-
ной концентрации в среднеширотной D-области
ионосферы во время магнитных бурь // Космічна
наука і технологія. – 2005. –Т.11, №5/6. – С. 12-21.
8. Кнут Р., Вюрцбергер И. Ионосферные возмуще-
ния на средних широтах, вызванные частицами
высоких энергий // Геомагнетизм и аэрономия. –
1976. – Т. 16, №4. – С. 666-673.
9. Кнут Р., Федорова Н. И. Международные коорди-
нированные измерения геофизических эффектов
солнечной активности в верхней ионосфере.
4. Высыпание энергичных частиц во время бухто-
Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г.
65Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
образного возмущения среднеширотной D-области
ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. – 1977. –
Т. 17, №5. – С. 854-861.
10. Лаштовичка Я., Федорова Н. И. Международные
координированные измерения геофизических эф-
фектов солнечной активности в верхней ионосфе-
ре. 3. Необычное среднеширотное ионосферное
возмущение корпускулярного происхождения //
Геомагнетизм и аэрономия. – 1976. – Т. 16, №6. –
С. 1018-1025.
11. Peter W. B., Chevalier M. W., Inan U. S. Perturba-
tions of midlatitude subionosphertic VLF signals asso-
ciated with lower ionospheric disturbances during ma-
jor geomagnetic storms // J. Geophys. Res. – 2006. –
Vol. 111, No A03301. – P. 1-14.
12. Potemra T. A., Zmuda A. J. Precipitating Energetic
Electrons as an Ionization Source in the Midlatitude
Nightime D Region // J. Geophys. Res. – 1970. –
Vol. 75, No 34. – P. 7161-7166.
13. Belrose J. S., Thomas L. Ionization changes in the
middle latitude D region associated with geomagnetic
storms // J. Atmos. Terr. Phys. – 1968. – Vol. 30. –
P. 1397-1413.
14. Danilov A. D., Lastovicka J. Effects of geomagnetic
storms on the ionosphere and atmosphere // Int. J.
Geomagn. Aeron. – 2001. – Vol. 2, No 3. – P. 209-224.
15. Gokov A. M., Tyrnov O. F. The Ionospheric D-Re-
gion over Kharkiv during the 14–24 April 2002 Mag-
netic Storm // Telecommunications and Radio Engi-
neering. – 2005. – Vol. 63, No 1. – P. 63-74.
16. Гритчин А. И., Дорохов В. Л., Концевая Л. Г., Пи-
вень Л. А., Сомов В. Г., Шемет А. С. Стационарный
комплекс аппаратуры для исследования нижней
ионосферы методом частичных отражений // Вес-
тник Харьковского университета. Радиофизика
и электроника. – 1988. – № 318. – С. 21-24.
17. Tyrnov O. F., Garmash K. P., Gokov A. M., Gritchin A. I.,
Dorohov V. L., Kontsevaya L. G., Kostrov L. S., Leus S. G.,
Martynenko S. I., Misyura V. A., Podnos V. A., Pokhil-
ko S. N., Rozumenko V. T., Somov V. G., Tsymbal A. M.,
Chernogor L. F., Shemet A. S. The Radiophysical Ob-
servatory for Remote Sounding of the Ionosphere //
Turkish Journal of Physics. – 1994. – Vol. 18, Nо 11. –
P. 1260-1265.
18. Гармаш К. П., Черногор Л. Ф. Профили элект-
ронной концентрации D-области ионосферы в спо-
койных и возмущенных условиях по данным час-
тичных отражений // Геомагнетизм и аэрономия. –
1996. – Т. 36, №2. – C. 75-81.
19. Гоков А. М., Пивень Л. А., Федоренко Ю. П.
К определению электронной концентрации D-об-
ласти ионосферы по амплитудным измерениям
частично отраженных сигналов // Радиотехника. –
1990. – Вып. 93. – С.108-111.
20. Гоков А. М., Гритчин А. И. Влияние солнечного
терминатора на среднеширотную D-область ионос-
феры и характеристики частично отраженных
КВ-сигналов и радиошумов // Геомагнетизм и аэро-
номия. – 1994. – Т. 34, №2. – С. 169-172.
21. Gokov A. M., Tyrnov O. F. Some Features of Lower
Ionosphere Dynamics Caused by the Morning Solar
Terminator // J. Atmos. Electr. – 2002. – Vol. 22, No 1. –
P. 13-21.
22. Lauter E. A., Knuth R. Precipitation of high energy
particles into the upper atmosphere at medium lati-
tudes after magnetic storm // J. Atmos. Terr. Phys. –
1967. – Vol. 29. – P. 411-417.
23. Lastovicka J. Effects of Geomagnetic Storms in the
Lower Ionosphere. Middle Atmosphere and Troposphe-
re // J. Atmos. Terr. Phys. – 1996. – Vol. 58. – Р. 831-843.
24. Chernogor L. F., Garmash K. P., Rozumenko V. T. Flux
Parameters of Energetic Particles Affecting the Mid-
dle Latitude Lower Ionosphere // Radio Phys. Radio
Astron. – 1998. – Vol. 3, No. 2. – P. 191-197.
25. Foster J. C., Cummer S., Inan U. S. Midlatitude parti-
cle and electric field effects at the onset of the November
1993 geomagnetic storm // J. Geophys. Res. – 1993. –
Vol. 103, No 26. – P. 359-366.
26. Гоков А. М., Тырнов О. Ф. Экспериментальные
исследования методом частичных отражений от-
клика среднеширотной D-области ионосферы на
удаленные старты и полеты космических аппара-
тов // Геомагнетизм и аэрономия. – 2006. – Т. 46,
№5. – С. 690-697.
Варіації концентрації електронів
в D-області іоносфери поблизу Харкова
в період магнітної бурі в січні 2005 г.
О. М. Гоков, А. І. Грітчин
Наводяться результати експериментальних
досліджень методом часткових відбиттів ва-
ріацій концентрації електронів в середньоши-
ротній D-області іоносфери під час сильної
магнітної бурі у січні 2005 р. Розглянуто відгук
D-області впродовж усієї доби, включаючи
перехідні періоди. Виконано порівняння із ре-
зультатами, одержаними протягом місяця до
та після магнітної бурі за незбурених умов. Під
час магнітної бурі та впродовж кількох діб після
неї виявлено з періодами 30 60T ≥ ÷ хвилин
квазіперіодичне зростання концентрації елект-
ронів понад 50 100 %÷ протягом десятків хви-
лин. За експериментальними даними оцінено
зміни швидкості іонізації та енергетичних ха-
рактеристик потоків заряджених частинок.
А. М. Гоков, А. И. Гритчин
66 Радиофизика и радиоастрономия, 2008, т. 13, №1
Electron Density Variations in the
Ionospheric D-region near Kharkiv during
the Magnetic Storm of January 2005
A. M. Gokov and A. I. Gritchin
The electron density variations measured with
the partial reflection radar in the ionospheric
D-region at mid-latitudes during a strong magnetic
storm in January 2005 are shown. The D-region
response is considered for all day hours, transitional
periods included. The results are compared with
those obtained a month before and after the magnet-
ic storm in the undisturbed periods. Quasi-periodic
increases in the D-region electron density by more
than 50 100 %÷ during the magnetic storm and a
few days beyond are revealed to last for tens of
minutes with periods of 30 60T ≥ ÷ min. The ex-
perimental data allowed estimation of ionization rates
and parameters of the energetic particle fluxes.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-8382 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1027-9636 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:47:15Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Радіоастрономічний інститут НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гоков, А.М. Гритчин, А.И. 2010-05-25T10:34:00Z 2010-05-25T10:34:00Z 2008 Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. / А.М. Гоков, А.И. Гритчин // Радиофизика и радиоастрономия. — 2008. — Т. 13, № 1. — С. 54-66. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. 1027-9636 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8382 550.388, 520.16+523.31+523.9: 520.86 Приведены результаты экспериментальных исследований методом частичных отражений вариаций концентрации электронов в среднеширотной D-области ионосферы во время сильной магнитной бури в январе 2005 г. Рассмотрен отклик D-области во все времена суток, включая переходные периоды. Проведено сравнение с результатами, полученными в течение месяца до и после магнитной бури в невозмущенных условиях. Во время магнитной бури и в течение нескольких дней после нее выявлен с периодами T≥30÷60 мин квазипериодический рост концентрации электронов более, чем на 50 ÷100 %, продолжавшийся в течение десятков минут. По экспериментальным данным выполнены оценки изменений скорости ионизации и энергетических характеристик потоков заряженных частиц. Наводяться результати експериментальних досліджень методом часткових відбиттів варіацій концентрації електронів в середньоширотній D-області іоносфери під час сильної магнітної бурі у січні 2005 р. Розглянуто відгук D-області впродовж усієї доби, включаючи перехідні періоди. Виконано порівняння із результатами, одержаними протягом місяця до та після магнітної бурі за незбурених умов. Під час магнітної бурі та впродовж кількох діб після неї виявлено з періодами T≥30÷60 хвилин квазіперіодичне зростання концентрації електронів понад 50 ÷100 % протягом десятків хвилин. За експериментальними даними оцінено зміни швидкості іонізації та енергетичних характеристик потоків заряджених частинок. The electron density variations measured with the partial reflection radar in the ionospheric D-region at mid-latitudes during a strong magnetic storm in January 2005 are shown. The D-region response is considered for all day hours, transitional periods included. The results are compared with those obtained a month before and after the magnetic storm in the undisturbed periods. Quasi-periodic increases in the D-region electron density by more than 50 ÷100 % during the magnetic storm and a few days beyond are revealed to last for tens of minutes with periods of T≥30÷60 min. The experimental data allowed estimation of ionization rates and parameters of the energetic particle fluxes. Авторы благодарят В.А. Подноса за помощь в организации проведения экспериментов, К.П. Гармаша за любезно предоставленную программу расчета концентрации электронов с применением метода регуляризации, О.Ф. Тырнова за обсуждение результатов исследований и полезные замечания. ru Радіоастрономічний інститут НАН України Радиофизика геокосмоса Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. Варіації концентрації електронів в D-області іоносфери поблизу Харкова в період магнітної бурі в січні 2005 г. Electron Density Variations in the Ionospheric D-region near Kharkiv during the Magnetic Storm of January 2005 Article published earlier |
| spellingShingle | Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. Гоков, А.М. Гритчин, А.И. Радиофизика геокосмоса |
| title | Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. |
| title_alt | Варіації концентрації електронів в D-області іоносфери поблизу Харкова в період магнітної бурі в січні 2005 г. Electron Density Variations in the Ionospheric D-region near Kharkiv during the Magnetic Storm of January 2005 |
| title_full | Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. |
| title_fullStr | Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. |
| title_full_unstemmed | Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. |
| title_short | Вариации концентрации электронов в D-области ионосферы вблизи Харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. |
| title_sort | вариации концентрации электронов в d-области ионосферы вблизи харькова в период магнитной бури в январе 2005 г. |
| topic | Радиофизика геокосмоса |
| topic_facet | Радиофизика геокосмоса |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8382 |
| work_keys_str_mv | AT gokovam variaciikoncentraciiélektronovvdoblastiionosferyvbliziharʹkovavperiodmagnitnoiburivânvare2005g AT gritčinai variaciikoncentraciiélektronovvdoblastiionosferyvbliziharʹkovavperiodmagnitnoiburivânvare2005g AT gokovam varíacííkoncentracííelektronívvdoblastííonosferipoblizuharkovavperíodmagnítnoíburívsíční2005g AT gritčinai varíacííkoncentracííelektronívvdoblastííonosferipoblizuharkovavperíodmagnítnoíburívsíční2005g AT gokovam electrondensityvariationsintheionosphericdregionnearkharkivduringthemagneticstormofjanuary2005 AT gritčinai electrondensityvariationsintheionosphericdregionnearkharkivduringthemagneticstormofjanuary2005 |