FEATURES OF THE LARGE-SCALE IONOSPHERIC DISTURBANCES GENERATED UNDER THE ACTION OF MONOPULSE OR PERIODIC RADIO-FREQUENCY EMISSIONS FROM A HEATING FACILITY
Subject and Purpose. Considerable attention has traditionally been given to the interaction of high-power radio-frequency emissions with the ionosphere. The great many physical eff ects taking place within the limits of a powerful (heating) facility’s antenna pattern are subjected here to a thorough...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім «Академперіодика»
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1393 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Radio physics and radio astronomy |
Репозитарії
Radio physics and radio astronomy| id |
oai:ri.kharkov.ua:article-1393 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Radio physics and radio astronomy |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
|
| spellingShingle |
Chernogor, L. F. Zhdanko, Ye. H. Luo, Y. FEATURES OF THE LARGE-SCALE IONOSPHERIC DISTURBANCES GENERATED UNDER THE ACTION OF MONOPULSE OR PERIODIC RADIO-FREQUENCY EMISSIONS FROM A HEATING FACILITY |
| topic_facet |
|
| format |
Article |
| author |
Chernogor, L. F. Zhdanko, Ye. H. Luo, Y. |
| author_facet |
Chernogor, L. F. Zhdanko, Ye. H. Luo, Y. |
| author_sort |
Chernogor, L. F. |
| title |
FEATURES OF THE LARGE-SCALE IONOSPHERIC DISTURBANCES GENERATED UNDER THE ACTION OF MONOPULSE OR PERIODIC RADIO-FREQUENCY EMISSIONS FROM A HEATING FACILITY |
| title_short |
FEATURES OF THE LARGE-SCALE IONOSPHERIC DISTURBANCES GENERATED UNDER THE ACTION OF MONOPULSE OR PERIODIC RADIO-FREQUENCY EMISSIONS FROM A HEATING FACILITY |
| title_full |
FEATURES OF THE LARGE-SCALE IONOSPHERIC DISTURBANCES GENERATED UNDER THE ACTION OF MONOPULSE OR PERIODIC RADIO-FREQUENCY EMISSIONS FROM A HEATING FACILITY |
| title_fullStr |
FEATURES OF THE LARGE-SCALE IONOSPHERIC DISTURBANCES GENERATED UNDER THE ACTION OF MONOPULSE OR PERIODIC RADIO-FREQUENCY EMISSIONS FROM A HEATING FACILITY |
| title_full_unstemmed |
FEATURES OF THE LARGE-SCALE IONOSPHERIC DISTURBANCES GENERATED UNDER THE ACTION OF MONOPULSE OR PERIODIC RADIO-FREQUENCY EMISSIONS FROM A HEATING FACILITY |
| title_sort |
features of the large-scale ionospheric disturbances generated under the action of monopulse or periodic radio-frequency emissions from a heating facility |
| title_alt |
ОСОБЛИВОСТІ ГЕНЕРАЦІЇ ВЕЛИКОМАСШТАБНИХ ЗБУРЕНЬ В ІОНОСФЕРІ ПІД ДІЄЮ МОНОІМПУЛЬСНОГО ТА ПЕРІОДИЧНОГО РАДІОВИПРОМІНЮВАННЯ НАГРІВНОГО СТЕНДА |
| description |
Subject and Purpose. Considerable attention has traditionally been given to the interaction of high-power radio-frequency emissions with the ionosphere. The great many physical eff ects taking place within the limits of a powerful (heating) facility’s antenna pattern are subjected here to a thorough and detailed analysis. Also, the application of high-power radio emissions provides a convenient means for studying subsystem coupling in the Earth—atmosphere—ionosphere—magnetosphere system, as well as of generation and propagation of disturbances well beyond the antenna pattern of the transmitter. The present paper has been aimed at analyzing the features revealed by the large-scale ionospheric disturbances as these are generated under the impact of either monopulse or periodic radio-frequency emissions from an HF heating facility.Methods and Methodology. In the course of the experiments, the ionosphere was affected with high power radio frequency emission from the heating facility Sura. The disturbances were diagnosed at a distance of 960 km from the heater, with the aid of a vertical incidence Doppler radar.Results. It has been found that through the period of minimal solar activity the ionospheric disturbances observable at a range about 103 km from the heater did arise as the eff ective radiated power of the latter approached to 25 MW. The duration of the ionospheric response to the impact of an incident monopulse was equal to the length of that latter, while the quasi-periodic variations shown by the Doppler frequency shift just started to appear. The apparent horizontal speed of the propagating disturbances was found to vary from about 300 m/s to 420 m/s. Note that speed to increase at higher altitudes. The periodic mode of heater operation was accompanied by generation of quasi-periodic disturbances in the electron density, of relative amplitudes about 1% and periods close to the Brunt–Väisälä period.Conclusions. The basic features of Doppler spectrum variations, contained in the signals from a diagnostic radar, have been identified in connection with high-power HF radiation incident on the ionosphereKeywords: ionosphere, heater system, Doppler radar, electron density perturbationManuscript submitted 04.10.2021Radio phys. radio astron. 2022, 27(3):188-202REFERENCES1. Gurevich, A.V., Shvartsburg, A.B., 1973. Nonlinear Theory of Radiowave Propagation in the Ionosphere. Moscow: Nauka Publ. (in Russian).2. Gurevich, A.V., 1978. Nonlinear Phenomena in the Ionosphere. New York, Heildelberg, Berlin: Springer-Verlag. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-87649-33. Gershman, B.N., Erukhimov, L.M., Yashin, Yu.Ya., 1984. Wave Phenomena in the Ionosphere and in the Cosmic Plasma. Moscow: Nauka Publ. (in Russian).4. Molchanov, O.A., 1985. Low-Frequency Waves and Radiation Induction in the Near-Earth Plasma. Moscow: Nauka Publ. (in Russian).5. Mityakov, N.A., Grach, S.M., Mityakov, S.N., 1989. Ionospheric disturbance by powerful radio waves. Itogi Nauki Tekh., Ser.: Geomagn. Vys. Sloi Atmos.,9, pp. 1-140 (in Russian).6. Garmash, K.P., Chernogor, L.F., 1998. Effects in the near-Earth plasma stimulated by the influence of powerful radio emission. Zarubezhnaya radioelektronika. Uspekhi sovremennoi radioelektroniki,6, pp. 17-40 (in Russian).7. Gurevich, A.V., 1999. Modern problems of ionospheric modification. Radiophys. Quantum Electron.,42(7), pp. 525-532. DOI: https://doi.org/10.1007/BF026775588. Gurevich, A.V., Zybin, K.P., Carlson, H.S., 2005. Magnetic zenith effect.Radiophys. Quantum Electron.,48(9), pp. 686-699. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-005-0113-79. Gurevich, A.V., 2007. Nonlinear effects in the ionosphere. Phys.Usp., 50(11), pp. 1091-1121. DOI: https://doi.org/10.1070/PU2007v050n11ABEH00621210. Belikovich, V.V., Grach, S.M., Karashtin, A.N., Kotik, D.S., Tokarev, Yu.V., 2007. The "Sura" facility: Study of the atmosphere and space (a review). Radiophys. Quantum Electron.,50(7), pp. 497-526. DOI: https://doi.org/10.1007/s11141-007-0046-411. Burmaka, V.P., Domnin, I.F., Uryadov, V.P., Chernogor, L.F., 2009. Variations in the parameters of scattered signals and the ionosphere connected with plasma modification by high-power radio waves. Radiophys. Quantum Electron.,52(11), pp. 774-795. DOI: https://doi.org/10.1007/s11141-010-9191-212. Chernogor, L.F., Frolov, V.L., Komrakov, G. P., Pushin, V.F., 2011. Variations in the ionospheric wave perturbation spectrum during periodic heating of the plasma by high-power high-frequency radio waves. Radiophys. Quantum Electron.,54(2), id. 75, pp. 81-96. DOI: https://doi.org/10.1007/s11141-011-9272-x13. Chernogor, L.F., Frolov, V.L., 2012. Traveling ionospheric disturbances generated due to periodic plasma heating by high-power high-frequency radiation. Radiophys. Quantum Electron., 55(1-2), pp. 13-32. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-012-9346-414. Mishin, E., Sutton, E., Milikh, G., Galkin, I., Roth, C. and Förster, M., 2012. F2-region atmospheric gravity waves due to high-power HF heating and subauroral polarization streams. Geophys. Res. Lett.,39(11), id. L11101. DOI: https://doi.org/10.1029/2012GL05200415. Chernogor, L.F. and Frolov, V.L., 2013. Features of propagation of the acoustic-gravity waves generated by high-power periodic radiation. Radiophys. Quantum Electron.,56(4), pp. 197-215. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-013-9426-016. Chernogor, L.F., Frolov, V.L., 2013. Features of the wave disturbances in the ionosphere during periodic heating of the plasma by the "Sura" radiation. Radiophys. Quantum Electron., 56(5), pp. 276-289. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-013-9432-217. Chernogor, L.F., 2013. Lower ionospheric large-scale disturbances caused by powerful nonstationary radiation. Radio phys. radio astron.,18(1), pp. 49-64 (in Russian).18. Chernogor, L.F., 2014. Physics of High-Power Radio Emission in Geospace. Kharkiv: V.N. Karazin Kharkiv National University Publ. (in Russian).19. Frolov, V.L., 2015. Spatial structure of plasma density perturbations induced in the ionosphere when modified by powerful HF radio waves: Review of experimental results. Sol.-Terr. Phys.,1(2), pp. 22-48 (in Russian). DOI:https://doi.org/10.12737/1038320. Frolov, V.L., Rapoport, V.O., Shorokhova, E.A., Belov, A.S., Parrot, M., Rauch, J.-L., 2016. Features of the electromagnetic and plasma disturbances induced at the altitudes of the Earth's outer ionosphere by modification of the ionospheric F2 region using high-power radio waves radiated by the SURA heating facility. Radiophys. Quantum Electron.,59(3), pp. 177-198. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-016-9688-421. Frolov, V.L., 2017. Artificial Turbulence of the Midlatitude Ionosphere. N. Novgorod: N.I. Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod Publ.22. Streltsov, A.V., Berthelier, J.-J., Chernyshov, A.A., Frolov, V.L., Honary, F., Kosch, M.J., Mccoy, R.P., Mishin, E.V., Rietveld,M.T., 2018. Past, present and future of active radio frequency experiments in space. Space Sci. Rev.,214(8), id. 118. DOI: https://doi.org/10.1007/s11214-018-0549-723. Chernogor, L.F., Garmash, K.P., Frolov, V.L., 2019. Largescale disturbances in the lower and middle ionosphere accompanying its modification by the Sura heater. Radiophys. Quantum Electron.,62(6), pp. 395-411. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-019-09986-724. Chernogor, L.F., Frolov, V.L., 2021.Features of large-scale disturbances induced in the ionosphere by high-power decameter radiation during moderate magnetic storms. Geomagn. Aeron.,61(5), pp. 721-742. DOI: 10.1134/S0016793221040034. https://doi.org/10.1134/S001679322104003425. Chernogor, L.F., 2012. Mechanisms for generating oscillations in the infrasound frequency range in the upper atmosphere by periodic high-power radio transmissions. Radio phys. radio astron.,17(3), pp. 240-252.26. Vas'kov, V.V., Dimant, Ya.S., Ryabova, N.S., Klimenko, V.V., Dunkan, L.M., 1992. Thermal disturbances of the magnetospheric plasma during resonant heating of the ionospheric F region by a powerful radiowave field. Geomagn. Aeron.,32(5), pp. 140-152 (in Russian).27. Vas'kov, V.V., Komrakov, G.P., Ryabova, N.A., 1995. Thermal disturbances of near-Earth plasma created by powerful radio emission of the Sura facility. Geomagn. Aeron.,35(5), pp. 75-82 (in Russian).28. Chernogor, L.F., Frolov, V.L., Barabash, V.V., 2014. Aperiodic Large-Scale Disturbances in the Lower Ionosphere. Ionosonde Observation Results. Radiophys. Quantum Electron., 57(2), pp. 100-116. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-014-9496-729. Frolov, V.L., Akchurin, A.D., Bolotin, I.A., Ryabov, A.O., Berthelier, J.-J., Parrot, M., 2019. Precipitation of energetic electrons from the Earth's radiation belt stimulated by high-power HF radio waves for modification of the midlatitude ionosphere. Radiophys. Quantum Electron.,62(9), pp. 571-590. DOI: https://doi.org/10.1007/s11141-020-10004-430. Ryabov, A.O., Frolov, V.L., Akchurin, A.D., 2020. Artificial precipitation of energetic electrons in a magnetically conjugate region of the ionosphere relative to the Sura facility. Radiophys. Quantum Electron.,63(4), pp. 257-267. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-021-10050-631. Wratt, D.S.J., 1976. Ionisation enhancement in the middle latitude D-region due to precipitating high energy electrons. Atmos. Terr. Phys., 38(5), pp. 511-516. DOI:https://doi.org/10.1016/0021-9169(76)90008-832. Gonzalez, W.D., Joselyn, J.A., Kamide, Y., Kroehl, H.W., Rostoker, G., Tsurutani, B.T., Vasyliunas, V.M., 1994. What is a geomagnetic storm? J.Geophys. Res.: Space Phys.,99, id. A4, pp. 5771-5792. DOI:https://doi.org/10.1029/93JA0286733. Buonsanto, M.J., 1999. Ionospheric Storms - A Review. Space Sci. Rev.,88(3-4), pp. 563-601. DOI:https://doi.org/10.1023/A:100510753263134. Tadokoro, H., Tsuchiya, F., Miyoshi, Y., Misawa, H., Morioka, A., Evans, D.S., 2007.Electron flux enhancement in the inner radiation belt during moderate magnetic storms. Ann. Geophys.,25(6), pp. 1359-1364. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-25-1359-200735. Sokolov, S.N., 2011. Magnetic storms and their effects in the lower ionosphere: Differences in storms of various types. Geomagn. Aeron.,51(6), pp. 741-752. DOI: https://doi.org/10.1134/S001679321105012436. Chernogor, L.F., Domnin, I.F., 2014. Physics of Geospace Storms. Kharkiv, Ukraine: Kharkiv V.N. Karazin National University Publ. (in Russian).37. Chernogor, L.F., 2021. Physics of geospace storms. Space Sci. Technol., 27(1), pp. 3-77 (in Ukrainian). DOI: https://doi.org/10.15407/knit2021.01.00338. Chernogor, L.F., Garmash, K.P., Podnos, V.A., Tyrnov, O.F., 2013. The V.N. Karazin Kharkiv National University Radiophysical Observatory - the tool for ionosphere monitoring in space experiments. In: Zasukha, S.A. and Fedorov, O.P., eds. 2013. Space Project "Ionosat-Micro". Kyiv: Akademperiodika Publ., pp. 160-182 (in Russian).39. Chernogor, L.F., 2008. Advanced methods of spectral analysis of quasiperiodic wave-like processes in the ionosphere: Specific features and experimental results.Geomagn. Aeron.,48(5), pp. 652-673. DOI:https://doi.org/10.1134/S001679320805010140. Gossard, E.E. and Hook, W.H., 1975. Waves in the Atmosphere. Amsterdam: Elsevier Publ. |
| publisher |
Видавничий дім «Академперіодика» |
| publishDate |
2023 |
| url |
http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1393 |
| work_keys_str_mv |
AT chernogorlf featuresofthelargescaleionosphericdisturbancesgeneratedundertheactionofmonopulseorperiodicradiofrequencyemissionsfromaheatingfacility AT zhdankoyeh featuresofthelargescaleionosphericdisturbancesgeneratedundertheactionofmonopulseorperiodicradiofrequencyemissionsfromaheatingfacility AT luoy featuresofthelargescaleionosphericdisturbancesgeneratedundertheactionofmonopulseorperiodicradiofrequencyemissionsfromaheatingfacility AT chernogorlf osoblivostígeneracíívelikomasštabnihzburenʹvíonosferípíddíêûmonoímpulʹsnogotaperíodičnogoradíovipromínûvannânagrívnogostenda AT zhdankoyeh osoblivostígeneracíívelikomasštabnihzburenʹvíonosferípíddíêûmonoímpulʹsnogotaperíodičnogoradíovipromínûvannânagrívnogostenda AT luoy osoblivostígeneracíívelikomasštabnihzburenʹvíonosferípíddíêûmonoímpulʹsnogotaperíodičnogoradíovipromínûvannânagrívnogostenda |
| first_indexed |
2024-05-26T06:28:49Z |
| last_indexed |
2024-05-26T06:28:49Z |
| _version_ |
1802895108931059712 |
| spelling |
oai:ri.kharkov.ua:article-13932023-06-20T14:17:41Z FEATURES OF THE LARGE-SCALE IONOSPHERIC DISTURBANCES GENERATED UNDER THE ACTION OF MONOPULSE OR PERIODIC RADIO-FREQUENCY EMISSIONS FROM A HEATING FACILITY ОСОБЛИВОСТІ ГЕНЕРАЦІЇ ВЕЛИКОМАСШТАБНИХ ЗБУРЕНЬ В ІОНОСФЕРІ ПІД ДІЄЮ МОНОІМПУЛЬСНОГО ТА ПЕРІОДИЧНОГО РАДІОВИПРОМІНЮВАННЯ НАГРІВНОГО СТЕНДА Chernogor, L. F. Zhdanko, Ye. H. Luo, Y. Subject and Purpose. Considerable attention has traditionally been given to the interaction of high-power radio-frequency emissions with the ionosphere. The great many physical eff ects taking place within the limits of a powerful (heating) facility’s antenna pattern are subjected here to a thorough and detailed analysis. Also, the application of high-power radio emissions provides a convenient means for studying subsystem coupling in the Earth—atmosphere—ionosphere—magnetosphere system, as well as of generation and propagation of disturbances well beyond the antenna pattern of the transmitter. The present paper has been aimed at analyzing the features revealed by the large-scale ionospheric disturbances as these are generated under the impact of either monopulse or periodic radio-frequency emissions from an HF heating facility.Methods and Methodology. In the course of the experiments, the ionosphere was affected with high power radio frequency emission from the heating facility Sura. The disturbances were diagnosed at a distance of 960 km from the heater, with the aid of a vertical incidence Doppler radar.Results. It has been found that through the period of minimal solar activity the ionospheric disturbances observable at a range about 103 km from the heater did arise as the eff ective radiated power of the latter approached to 25 MW. The duration of the ionospheric response to the impact of an incident monopulse was equal to the length of that latter, while the quasi-periodic variations shown by the Doppler frequency shift just started to appear. The apparent horizontal speed of the propagating disturbances was found to vary from about 300 m/s to 420 m/s. Note that speed to increase at higher altitudes. The periodic mode of heater operation was accompanied by generation of quasi-periodic disturbances in the electron density, of relative amplitudes about 1% and periods close to the Brunt–Väisälä period.Conclusions. The basic features of Doppler spectrum variations, contained in the signals from a diagnostic radar, have been identified in connection with high-power HF radiation incident on the ionosphereKeywords: ionosphere, heater system, Doppler radar, electron density perturbationManuscript submitted 04.10.2021Radio phys. radio astron. 2022, 27(3):188-202REFERENCES1. Gurevich, A.V., Shvartsburg, A.B., 1973. Nonlinear Theory of Radiowave Propagation in the Ionosphere. Moscow: Nauka Publ. (in Russian).2. Gurevich, A.V., 1978. Nonlinear Phenomena in the Ionosphere. New York, Heildelberg, Berlin: Springer-Verlag. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-87649-33. Gershman, B.N., Erukhimov, L.M., Yashin, Yu.Ya., 1984. Wave Phenomena in the Ionosphere and in the Cosmic Plasma. Moscow: Nauka Publ. (in Russian).4. Molchanov, O.A., 1985. Low-Frequency Waves and Radiation Induction in the Near-Earth Plasma. Moscow: Nauka Publ. (in Russian).5. Mityakov, N.A., Grach, S.M., Mityakov, S.N., 1989. Ionospheric disturbance by powerful radio waves. Itogi Nauki Tekh., Ser.: Geomagn. Vys. Sloi Atmos.,9, pp. 1-140 (in Russian).6. Garmash, K.P., Chernogor, L.F., 1998. Effects in the near-Earth plasma stimulated by the influence of powerful radio emission. Zarubezhnaya radioelektronika. Uspekhi sovremennoi radioelektroniki,6, pp. 17-40 (in Russian).7. Gurevich, A.V., 1999. Modern problems of ionospheric modification. Radiophys. Quantum Electron.,42(7), pp. 525-532. DOI: https://doi.org/10.1007/BF026775588. Gurevich, A.V., Zybin, K.P., Carlson, H.S., 2005. Magnetic zenith effect.Radiophys. Quantum Electron.,48(9), pp. 686-699. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-005-0113-79. Gurevich, A.V., 2007. Nonlinear effects in the ionosphere. Phys.Usp., 50(11), pp. 1091-1121. DOI: https://doi.org/10.1070/PU2007v050n11ABEH00621210. Belikovich, V.V., Grach, S.M., Karashtin, A.N., Kotik, D.S., Tokarev, Yu.V., 2007. The "Sura" facility: Study of the atmosphere and space (a review). Radiophys. Quantum Electron.,50(7), pp. 497-526. DOI: https://doi.org/10.1007/s11141-007-0046-411. Burmaka, V.P., Domnin, I.F., Uryadov, V.P., Chernogor, L.F., 2009. Variations in the parameters of scattered signals and the ionosphere connected with plasma modification by high-power radio waves. Radiophys. Quantum Electron.,52(11), pp. 774-795. DOI: https://doi.org/10.1007/s11141-010-9191-212. Chernogor, L.F., Frolov, V.L., Komrakov, G. P., Pushin, V.F., 2011. Variations in the ionospheric wave perturbation spectrum during periodic heating of the plasma by high-power high-frequency radio waves. Radiophys. Quantum Electron.,54(2), id. 75, pp. 81-96. DOI: https://doi.org/10.1007/s11141-011-9272-x13. Chernogor, L.F., Frolov, V.L., 2012. Traveling ionospheric disturbances generated due to periodic plasma heating by high-power high-frequency radiation. Radiophys. Quantum Electron., 55(1-2), pp. 13-32. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-012-9346-414. Mishin, E., Sutton, E., Milikh, G., Galkin, I., Roth, C. and Förster, M., 2012. F2-region atmospheric gravity waves due to high-power HF heating and subauroral polarization streams. Geophys. Res. Lett.,39(11), id. L11101. DOI: https://doi.org/10.1029/2012GL05200415. Chernogor, L.F. and Frolov, V.L., 2013. Features of propagation of the acoustic-gravity waves generated by high-power periodic radiation. Radiophys. Quantum Electron.,56(4), pp. 197-215. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-013-9426-016. Chernogor, L.F., Frolov, V.L., 2013. Features of the wave disturbances in the ionosphere during periodic heating of the plasma by the "Sura" radiation. Radiophys. Quantum Electron., 56(5), pp. 276-289. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-013-9432-217. Chernogor, L.F., 2013. Lower ionospheric large-scale disturbances caused by powerful nonstationary radiation. Radio phys. radio astron.,18(1), pp. 49-64 (in Russian).18. Chernogor, L.F., 2014. Physics of High-Power Radio Emission in Geospace. Kharkiv: V.N. Karazin Kharkiv National University Publ. (in Russian).19. Frolov, V.L., 2015. Spatial structure of plasma density perturbations induced in the ionosphere when modified by powerful HF radio waves: Review of experimental results. Sol.-Terr. Phys.,1(2), pp. 22-48 (in Russian). DOI:https://doi.org/10.12737/1038320. Frolov, V.L., Rapoport, V.O., Shorokhova, E.A., Belov, A.S., Parrot, M., Rauch, J.-L., 2016. Features of the electromagnetic and plasma disturbances induced at the altitudes of the Earth's outer ionosphere by modification of the ionospheric F2 region using high-power radio waves radiated by the SURA heating facility. Radiophys. Quantum Electron.,59(3), pp. 177-198. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-016-9688-421. Frolov, V.L., 2017. Artificial Turbulence of the Midlatitude Ionosphere. N. Novgorod: N.I. Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod Publ.22. Streltsov, A.V., Berthelier, J.-J., Chernyshov, A.A., Frolov, V.L., Honary, F., Kosch, M.J., Mccoy, R.P., Mishin, E.V., Rietveld,M.T., 2018. Past, present and future of active radio frequency experiments in space. Space Sci. Rev.,214(8), id. 118. DOI: https://doi.org/10.1007/s11214-018-0549-723. Chernogor, L.F., Garmash, K.P., Frolov, V.L., 2019. Largescale disturbances in the lower and middle ionosphere accompanying its modification by the Sura heater. Radiophys. Quantum Electron.,62(6), pp. 395-411. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-019-09986-724. Chernogor, L.F., Frolov, V.L., 2021.Features of large-scale disturbances induced in the ionosphere by high-power decameter radiation during moderate magnetic storms. Geomagn. Aeron.,61(5), pp. 721-742. DOI: 10.1134/S0016793221040034. https://doi.org/10.1134/S001679322104003425. Chernogor, L.F., 2012. Mechanisms for generating oscillations in the infrasound frequency range in the upper atmosphere by periodic high-power radio transmissions. Radio phys. radio astron.,17(3), pp. 240-252.26. Vas'kov, V.V., Dimant, Ya.S., Ryabova, N.S., Klimenko, V.V., Dunkan, L.M., 1992. Thermal disturbances of the magnetospheric plasma during resonant heating of the ionospheric F region by a powerful radiowave field. Geomagn. Aeron.,32(5), pp. 140-152 (in Russian).27. Vas'kov, V.V., Komrakov, G.P., Ryabova, N.A., 1995. Thermal disturbances of near-Earth plasma created by powerful radio emission of the Sura facility. Geomagn. Aeron.,35(5), pp. 75-82 (in Russian).28. Chernogor, L.F., Frolov, V.L., Barabash, V.V., 2014. Aperiodic Large-Scale Disturbances in the Lower Ionosphere. Ionosonde Observation Results. Radiophys. Quantum Electron., 57(2), pp. 100-116. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-014-9496-729. Frolov, V.L., Akchurin, A.D., Bolotin, I.A., Ryabov, A.O., Berthelier, J.-J., Parrot, M., 2019. Precipitation of energetic electrons from the Earth's radiation belt stimulated by high-power HF radio waves for modification of the midlatitude ionosphere. Radiophys. Quantum Electron.,62(9), pp. 571-590. DOI: https://doi.org/10.1007/s11141-020-10004-430. Ryabov, A.O., Frolov, V.L., Akchurin, A.D., 2020. Artificial precipitation of energetic electrons in a magnetically conjugate region of the ionosphere relative to the Sura facility. Radiophys. Quantum Electron.,63(4), pp. 257-267. DOI:https://doi.org/10.1007/s11141-021-10050-631. Wratt, D.S.J., 1976. Ionisation enhancement in the middle latitude D-region due to precipitating high energy electrons. Atmos. Terr. Phys., 38(5), pp. 511-516. DOI:https://doi.org/10.1016/0021-9169(76)90008-832. Gonzalez, W.D., Joselyn, J.A., Kamide, Y., Kroehl, H.W., Rostoker, G., Tsurutani, B.T., Vasyliunas, V.M., 1994. What is a geomagnetic storm? J.Geophys. Res.: Space Phys.,99, id. A4, pp. 5771-5792. DOI:https://doi.org/10.1029/93JA0286733. Buonsanto, M.J., 1999. Ionospheric Storms - A Review. Space Sci. Rev.,88(3-4), pp. 563-601. DOI:https://doi.org/10.1023/A:100510753263134. Tadokoro, H., Tsuchiya, F., Miyoshi, Y., Misawa, H., Morioka, A., Evans, D.S., 2007.Electron flux enhancement in the inner radiation belt during moderate magnetic storms. Ann. Geophys.,25(6), pp. 1359-1364. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-25-1359-200735. Sokolov, S.N., 2011. Magnetic storms and their effects in the lower ionosphere: Differences in storms of various types. Geomagn. Aeron.,51(6), pp. 741-752. DOI: https://doi.org/10.1134/S001679321105012436. Chernogor, L.F., Domnin, I.F., 2014. Physics of Geospace Storms. Kharkiv, Ukraine: Kharkiv V.N. Karazin National University Publ. (in Russian).37. Chernogor, L.F., 2021. Physics of geospace storms. Space Sci. Technol., 27(1), pp. 3-77 (in Ukrainian). DOI: https://doi.org/10.15407/knit2021.01.00338. Chernogor, L.F., Garmash, K.P., Podnos, V.A., Tyrnov, O.F., 2013. The V.N. Karazin Kharkiv National University Radiophysical Observatory - the tool for ionosphere monitoring in space experiments. In: Zasukha, S.A. and Fedorov, O.P., eds. 2013. Space Project "Ionosat-Micro". Kyiv: Akademperiodika Publ., pp. 160-182 (in Russian).39. Chernogor, L.F., 2008. Advanced methods of spectral analysis of quasiperiodic wave-like processes in the ionosphere: Specific features and experimental results.Geomagn. Aeron.,48(5), pp. 652-673. DOI:https://doi.org/10.1134/S001679320805010140. Gossard, E.E. and Hook, W.H., 1975. Waves in the Atmosphere. Amsterdam: Elsevier Publ. Предмет і мета роботи. Взаємодії потужного радіовипромінювання з іоносферою традиційно приділяється багато уваги. При цьому детально досліджується велика кількість фізичних ефектів, що виникають у межах діаграми направленості антени нагрівного стенда. Вплив потужним радіовипромінюванням на іоносферу також є зручним інструментом для дослідження взаємодії підсистем у системі «Земля—атмосфера—іоносфера —магнітосфера», генерації та поширення збурень далеко за межі діаграми направленості випромінюючої антени. Такі збурення відносяться до великомасштабних. Мета цієї роботи — виклад результатів аналізу особливостей генерації великомасштабних збурень в іоносфері під дією моноімпульсного та періодичного радіовипромінювання нагрівного стенда.Методи і методологія. Для впливу на іоносферу потужним радіовипромінюванням використовувався нагрівний стенд «Сура». Діагностика збурень проводилася на відстані 960 км від нагрівного стенда за допомогою доплерівського радара вертикального зондування.Результати. Уперше показано, що в період мінімуму сонячної активності реєстровані збурення в іоносфері на відстані близько 960 км від нагрівного стенда можуть виникати при ефективній потужності, рівній 25 МВт. Під впливом на іоносферну плазму моноімпульсу тривалість реакції іоносфери співпадала з його тривалістю. При цьому квазіперіодичні варіації доплерівського зміщення частоти тільки починали генеруватися. Удавана горизонтальна швидкість поширення збурень становила від ~300 до ~ 420 м/с. Важливо, що зі збільшенням висоти ця швидкість збільшувалася. Періодичний режим випромінювання нагрівного стенда супроводжувався генерацією квазіперіодичних збурень концентрації електронів з відносною амплітудою ~ 1 % і періодом, близьким до періоду Брента—Вяйсяля.Висновки. Встановлено основні особливості у варіаціях доплерівських спектрів, викликані потужним радіовипромінюванням.Ключові слова:іоносфера, нагрівний стенд, доплерівський радар, збурення концентрації електронівСтаття надійшла до редакції 04.10.2021Radio phys. radio astron. 2022, 27(3):188-202БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК1. Гуревич А.В., Шварцбург А.Б. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере. М.: Наука, 1973. 272 с.2. Gurevich A.V. Nonlinear Phenomena in the Ionosphere. New York, Heildelberg, Berlin: Springer–Verlag, 1978. 465 p.3. Гершман Б.Н., Ерухимов Л.М., Яшин Ю.Я. Волновые явления в ионосфере и космической плазме. М.: Наука, 1984. 392 с.4. Молчанов О.А. Низкочастотные волны и индуцированные излучения в околоземной плазме. М.: Наука, 1985. 224 с.5. Митяков Н.А., Грач С.М., Митяков С.Н. Возмущение ионосферы мощными радиоволнами. Итоги науки и техники. Сер. Геомагнетизм и высокие слои атмосферы. 1989. Т. 9. С. 1—140.6. Гармаш К.П., Черногор Л.Ф. Эффекты в околоземной плазме, стимулированные воздействием мощного радиоизлучения. Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1998. No 6. С. 17—40.7. Gurevich A.V. Modern problems of ionospheric modification. Изв. вузов. Радиофизика. 1999. Т. 42, No 7. С. 599—606.8. Гуревич А.В., Зыбин К.П., Карлсон Х.С. Эффект магнитного зенита. Изв. вузов. Радиофизика. 2005. Т. 48, No 9. С. 772—787.9. Гуревич А.В. Нелинейные явления в ионосфере. Успехи физических наук. 2007. Т. 177, No 11. С. 1145—1177.10. Беликович В.В., Грач С.М., Караштин А.Н., Котик Д.С., Токарев Ю.В. Стенд «Сура»: исследования атмосферы и космического пространства (обзор). Изв. вузов. Радиофизика. 2007. Т. 50, No 7. С. 545—576.11. Бурмака В.П., Домнин И.Ф., Урядов В.П., Черногор Л.Ф. Вариации параметров рассеянных сигналов и ионосферы, сопутствовавшие воздействию на плазму мощного радиоизлучения. Изв вузов. Радиофизика. 2009. Т. 52, No 11. С. 859—880.12. Черногор Л.Ф., Фролов В.Л., Комраков Г.П., Пушин В.Ф. Вариации спектра ионосферных волновых возмущений при периодическом нагреве плазмы мощным высокочастотным радиоизлучением. Изв. вузов. Радиофизика. 2011. Т. 54, No 2. С. 81—96.13. Черногор Л.Ф., Фролов В.Л. Перемещающиеся ионосферные возмущения, генерируемые периодическим нагревом плазмы мощным высокочастотным радиоизлучением. Изв. вузов. Радиофизика. 2012. Т. 55, No 1—2. С. 14—36.14. Mishin E., Sutton E., Milikh G., Galkin I., Roth C. and Förster M. F2-region atmospheric gravity waves due to high-power HF heating and subauroral polarization streams. Geophys. Res. Lett. 2012. Vol. 39, Iss. 11, id L11101.15. Черногор Л.Ф., Фролов В.Л. Особенности распространения акустико-гравитационных волн, генерируемых мощным периодическим радиоизлучением. Изв. вузов. Радиофизика. 2013. Т. 56, No 4. С. 219—239.16. Черногор Л.Ф., Фролов В.Л. Особенности волновых возмущений в ионосфере при периодическом нагреве плазмы радиоизлучением стенда «Сура». Изв. вузов. Радиофизика. 2013. Т. 56, No 5. С. 307—321.17. Черногор Л.Ф. Крупномасштабные возмущения в нижней ионосфере, вызванные воздействием мощного нестационарного радиоизлучения. Радиофизика и радиоастрономия. 2013. Т. 18, No 1. С. 49—64.18. Черногор Л.Ф. Физика мощного радиоизлучения в геокосмосе. Монография. Харьков: ХНУ имени В.Н. Каразина, 2014. 448 с.19. Фролов В.Л. Пространственная структура возмущений плотности плазмы, индуцируемых в ионосфере при ее модификации мощными КВ-радиоволнами: обзор результатов экспериментальных исследований. Солнечно-земная физика.2015. Т. 1, No 2. С. 22—48.20. Фролов В.Л., Рапопорт В.О., Шорохова Е.А., Белов А.С., Парро М., Рош Ж.–Л. Характеристики электромагнитных и плазменных возмущений, индуцируемых на высотах внешней ионосферы Земли при модификации F2-области мощнымрадиоизлучением стенда «Сура». Изв. вузов. Радиофизика. 2016. Т. 59, No 3. С. 198—222.21. Фролов В.Л. Искусственная турбулентность среднеширотной ионосферы. Н. Новгород: Изд-во ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 2017. 468 с.22. Streltsov A.V., Berthelier J.-J., Chernyshov A.A., Frolov V.L., Honary F., Kosch M.J., McCoy R.P., Mishin E.V. and Rietveld M.T. Past, Present and Future of Active Radio Frequency Experiments in Space. Space Sci. Rev. 2018. Vol. 214, Iss. 8, id 118.23. Черногор Л.Ф., Гармаш К.П., Фролов В.Л. Крупномасштабные возмущения в нижней и средней ионосфере, сопровождавшие воздействие на неё радиоизлучением стенда «Сура». Изв. вузов. Радиофизика. 2019. Т. 62, No 6. С. 440—459.24. Черногор Л.Ф., Фролов В.Л. Особенности крупномасштабных возмущений, индуцируемых в ионосфере мощным декаметровым радиоизлучением во время умеренных магнитных бурь. Геомагнетизм и аэрономия. 2021. Т. 61, No 5. С. 618—640. DOI: 10.31857/S0016794021040039.25. Черногор Л.Ф. Механизмы генерации колебаний инфразвукового диапазона в верхней атмосфере под действием мощного периодического радиоизлучения. Радиофизика и радиоастрономия. 2012. Т. 17, No 3. С. 240—252.26. Васьков В.В., Димант Я.С., Рябова Н.С., Клименко В.В., Дункан Л.М. Тепловые возмущения магнитосферной плазмы при резонансном нагреве F-слоя ионосферы полем мощной радиоволны. Геомагнетизм и аэрономия. 1992. Т. 32, No 5. С. 140—152.27. Васьков В.В., Комраков Г.П., Рябова Н.А. Тепловые возмущения околоземной плазмы, создаваемые мощным радиоизлучением комплекса «Сура». Геомагнетизм и аэрономия. 1995. Т. 35, No 5. С. 75—82.28. Черногор Л. Ф., Фролов В. Л., Барабаш В. В. Апериодические крупномасштабные возмущения в нижней ионосфере: результаты ионозондовых наблюдений. Изв. вузов. Радиофизика. 2014. Т. 57, No 2. С. 110—128.29. Фролов В.Л., Акчурин А.Д., Болотин И.А., Рябов А.О., Бертлье Ж.-Ж., Парро М. Высыпания энергичных электронов из радиационного пояса Земли, стимулированные модификацией среднеширотной ионосферы мощными КВ радиоволнами. Изв. вузов. Радиофизика. 2019. Т. 62, No 9. С. 641—663.30. Рябов А.О., Фролов В.Л., Акчурин А.Д. Искусственные высыпания энергичных электронов в магнитосопряжённой относительно стенда «Сура» области ионосферы. Изв. вузов. Радиофизика. 2020. Т. 63, No 4. С. 285—296.31. Wratt D.S. J. Ionisation enhancement in the middle latitude D-region due to precipitating high energy electrons. Atmos. Terr. Phys. 1976. Vol. 38, Iss. 5. P. 511—516.32. Gonzalez W.D., Joselyn J.A., Kamide Y., Kroehl H.W., Rostoker G., Tsurutani B.T., Vasyliunas V.M. What is a geomagnetic storm? J. Geophys. Res.: Space Phys. 1994. Vol. 99, id A4. P. 5771—5792.33. Buonsanto M.J. Ionospheric Storms — A Review. Space Sci. Rev. 1999. Vol. 88, Iss. 3—4. P. 563—601.34. Tadokoro H., Tsuchiya F., Miyoshi Y., Misawa H., Morioka A. and Evans D.S. Electron flux enhancement in the inner radiation belt during moderate magnetic storms. Ann. Geophys. 2007. Vol. 25, No 6. P. 1359—1364.35. Соколов С.Н. Магнитные бури и их эффекты в нижней ионосфере. Различия бурь разных типов. Геомагнетизм и аэрономия. 2011. Т. 51, No 6. С. 757—768.36. Черногор Л.Ф., Домнин И.Ф. Физика геокосмических бурь: Монография. Харьков: ХНУ имени В.Н. Каразина, 2014. 408 с.37. Чорногор Л.Ф. Фізика геокосмічних бур. Космічна наука і технологія. 2021. Т. 27, No 1 (128). С. 3—77.38. Черногор Л.Ф., Гармаш К.П., Поднос В.А., Тырнов О.Ф. Радиофизическая обсерватория Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина — средство для мониторинга ионосферы в космических экспериментах. Космический проект «Ионосат-Микро». Киев: Академпериодика, 2013. С. 160—182.39. Черногор Л.Ф. Современные методы спектрального анализа квазипериодических и волновых процессов в ионосфере: особенности и результаты экспериментов. Геомагнетизм и аэрономия. 2008. Т. 48, No 5. С. 681—702.40. Госсард Э.Э., Хук У.Х. Волны в атмосфере. Пер. с англ. под ред. Г.С. Голицына. М.: Мир, 1978. 532 с. Стаття надійшла 04.10.2021 Видавничий дім «Академперіодика» 2023-06-15 Article Article application/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1393 10.15407/rpra27.03.188 РАДИОФИЗИКА И РАДИОАСТРОНОМИЯ; Vol 27, No 3 (2022); 188 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY; Vol 27, No 3 (2022); 188 РАДІОФІЗИКА І РАДІОАСТРОНОМІЯ; Vol 27, No 3 (2022); 188 2415-7007 1027-9636 10.15407/rpra27.03 uk http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1393/pdf Copyright (c) 2022 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY |