• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

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
12, ул. Акад. Проскуры, Харьков, 61085, Украина

E-mail: alexander_shvets@ukr.net

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

Полный текст (PDF)

References: 
  1. 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
  2. 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.
  3. 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.).
  4. Cheng Z., Cummer S. A. Broadband VLF measurements of lightning-induced ionospheric perturbations. Geophys. Res. Lett. 2005. Vol. 32, Iss. 8. L08804 (4 p.).
  5. 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.).
  6. 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.
  7. 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
  8. 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
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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. JAtmos. Solar-Terr. Phys. 2014. Vol. 108. P. 1–9.
  16. 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.
  17. Burton E. T., Boardman E. M. Audio-frequency atmospherics. Proc. IRE. 1933. Vol. 21. P. 1476–1494.
  18. 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.
  19. 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.
  20. 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.
  21. 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.
  22. 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.
  23. 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. 
  24. World Data Center for Geomagnetism, Kyoto. URL: http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/index.html
  25. 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.
  26. Данилов А. Д. Популярная аэрономия. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1989. 227 с.
  27. Современный методы исследования динамических процессов в ионосфере. Под ред. В. Д. Гусева. Кишинев: Штиинца, 1991. 286 с.