ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ МОНИТОРИНГА НИЖНЕЙ ИОНОСФЕРЫ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ТВИК-АТМОСФЕРИКОВ
Швец, АВ, Кривонос, АП |
Organization: Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины |
https://doi.org/10.15407/rej2017.03.014 |
Язык: русский |
Аннотация: Высотный диапазон и низкая концентрация заряженных частиц в нижней ионосфере ограничивают возможности ее исследования с применением радиозондов, аэростатов, ракет, спутников. Для исследований нижней ионосферы в данной работе используются твик-атмосферики (твики) – СНЧ–ОНЧ-радиоволны, возбуждаемые разрядами молний в волноводе Земля–ионосфера. Авторами предложен метод автоматической идентификации и анализа этих явлений. На основе анализа твиков, зарегистрированных в августе 2014 г., исследована связь регулярных вариаций высоты ионосферы с изменением солнечного зенитного угла, который определяет основной источник ионизации – излучение геокороны в ночное время. Показано, что при увеличении высоты нижней границы ионосферы увеличивается поток твиков, что связано с уменьшением потерь в ионосфере. Обнаружен эффект подъема нижней границы ионосферы во время геомагнитной бури умеренной интенсивности. Таким образом, в работе продемонстрированы диагностические возможности предложенного метода, который позволяет проводить локацию грозовых очагов и выявлять вариации высоты волновода Земля–ионосфера вдоль трасс распространения ОНЧ-радиоволн, возбуждаемых разрядами молний из различных очагов. Ил. 6. Библиогр.: 32 назв. |
Ключевые слова: волновод Земля–ионосфера, геокорона, локация молний, магнитная буря, нижняя ионосфера, СНЧ–ОНЧ-радиоволны, твик-атмосферик |
Статья поступила в редакцию 03.07.2017
PACS 94.20.ws, 94.20.de
УДК 550.388.2
Radiofiz. elektron. 2017, 22(3): 14-22
- Thomson N. R., Clilverd M. A., McRae W. M. Nighttime ionospheric D region parameters from VLF amplitude and phase. J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112, Iss. A7. A07304 (14 p.). DOI:10.1029/2007JA012271
- Cummer S. A., Inan U. S., Bell T. F. Ionospheric D region remote sensing using VLF radio atmospherics. Radio Science. 1998. Vol. 33, N 6. P. 1781–1792.
- Han F., Cummer S. A. Midlatitude nighttime D region ionosphere variability on hourly to monthly time scales. J. Geo-phys. Res. 2011. Vol. 115, Iss. A10. A09323 (12 p.).
- Cheng Z., Cummer S. A. Broadband VLF measurements of lightning-induced ionospheric perturbations. Geophys. Res. Lett. 2005. Vol. 32, Iss. 8. L08804 (4 p.).
- Cheng Z., Cummer S. A., Su H.-T., Hsu R.-R. Broadband very low frequency measurement of D region ionospheric perturbations caused by lightning electromagnetic pulses, J. Geo-phys. Res. 2007. Vol. 112, Iss. A6. A06318 (8 p.).
- Shao X.-M., Lay E.H., Jacobson A.R. Reduction of electron density in the night-time lower ionosphere in response to a thunderstorm, Nature Geoscience. 2013. Vol. 6. P. 29–33.
- Maurya A. K., Veenadhari B., Singh R, Kumar S., Cohen M. B., Selvakumaran R., Gokani S., Pant P., Singh A. K., Inan U. S. Nighttime D region electron density measurements from ELF-VLF tweek radio atmospherics recorded at low latitudes. J. Geophys. Res. 2012. Vol. 117, Iss. A11. A11308 (13 p.). DOI:10.1029/2012JA017876
- Tan L. M. Investigation of the morphology and Wait’s parameter variations of the low-latitude D region ionosphere using the multiple harmonics of tweeks. Adv. in Space Res. 2016. Vol. 57, Iss. 12. P. 2444–2451. URL: http://dx.doi.org/10.1016/ j.asr.2016.03.030
- Kumar S., Kishore A., Ramachandran V. Higher harmonic tweek sferics observed at low latitude: estimation of VLF reflection heights and tweek propagation distance. Ann. Geo-phys. 2008. Vol. 26. P. 1451–1459.
- Ohya H., Shiokawa K., Miyoshi Y. Development of an automatic procedure to estimate the reflection height of tweek atmo-spherics. Earth Planets Space. 2008. Vol. 60, Iss. 8. P. 837–843.
- Ohya H., Shiokawa K., Miyoshi Y. Long-term variations in tweek reflection height in the D and lower E regions of the ionosphere. J. Geophys. Res. 2011. Vol. 116, Iss. A10. A10322 (13 p.). DOI:10.1029/2011JA016800
- Швец А. В., Горишняя Ю. В. Метод локации молний и оценки параметров нижней ионосферы с помощью твик-атмосфериков. Радиофизика и электроника. 2010. T. 1(15), № 2. С. 63–70.
- Швец А. В., Кривонос А. П., Сердюк Т. Н., Горишняя Ю. В. Обратная задача восстановления параметров волновода Земля-ионосфера, возбуждаемого разрядом молнии. Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних Сил. 2013. Вип. 3(36). С. 84–90.
- Швец А. В., Сердюк Т. Н., Кривонос А. П., Горишняя Ю. В. Оценка параметров профиля проводимости нижней ионосферы на основе анализа твик-атмосфериков. Радиофизика и электроника. 2015. Т. 6(20), № 1. С. 40–47.
- Shvets A. V., Serdiuk T. M., Gorishnyaya Y. V., Hobara Y., Hayakawa M. Estimating the lower ionosphere height and lightning location using multimode "tweek"-atmospherics. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2014. Vol. 108. P. 1–9.
- Горишняя Ю. В. Оценка концентрации электронов и высоты нижней границы ионосферы по данным анализа многомодовых твик-атмосфериков. Радиофизика и электроника. 2014. Т. 5(19), № 1. С. 20–28.
- Burton E. T., Boardman E. M. Audio-frequency atmospherics. Proc. IRE. 1933. Vol. 21. P. 1476–1494.
- Rafalsky V. A., Shvets A. V., Hayakawa M. One-site distance-finding technique for locating lightning discharges. J. Atmos. Terr. Phys. 1995. Vol. 57, N 11. P. 1255–1261.
- Brundell J. B., Rodger C. J., Dowden R. L. Validation of single station lightning location technique. Radio Sci. 2002. Vol. 37, N 4. P. 1059–1067.
- Rafalsky V. A., Nickolaenko A. P., Shvets A. V., Hayakawa M. Location of lightning discharges from a single station. J. Geo-phys. Res. 1995. Vol. 100, N D10. P. 20,829–20,838.
- Shvets A. V., Krivonos A. P. , Serdiuk T. N. , Hayakawa M. A Technique for Automatic Monitoring the Lower Ionosphere and Lightning Location by Tweek-Atmospherics. Int. J. Electronics and Applied Res. (IJEAR). 2017. Vol. 4, N 1. Accepted to be published.
- Швец А. В., Кривонос А. П., Иванов В. К. Комплекс для многокомпонентных измерений СНЧ–ОНЧ электромагнитных полей. Радиофизика и электроника. 2016. Т. 7(21), № 4. С. 49–55.
- Ester M., Kriegel H.-P., Sander J., Xu X. A Density-Based Algorithm for Discovering Clusters in Large Spatial Databases with Noise. KDD-96 Proc. of 2nd Int. Conf. on Knowledge Discovery and Data Mining (Portland, Oregon, August 02–04, 1996) 1996. P. 226–231.
- World Data Center for Geomagnetism, Kyoto. URL: http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/index.html
- Yedemsky D. Ye., Ryabov B. S., Shchokotov A. Yu., Yarotsky V. S. Experimental investigation of the tweek field structure. Adv. Space Res. 1992. Vol. 12, N 6. P. 251–254.
- Данилов А. Д. Популярная аэрономия. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1989. 227 с.
- Современный методы исследования динамических процессов в ионосфере. Под ред. В. Д. Гусева. Кишинев: Штиинца, 1991. 286 с.