Определение параметров внешней ионосферы над Восточной Сибирью по данным иркутского радара некогерентного рассеяния и карт полного электронного содержания

• Автор: Хабитуев, Денис Сергеевич
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 102 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор современного состояния исследований внешней ионосферы

1.1 Общая теория формирования внешней ионосферы

1.2 Масштабная высота внешней ионосферы

1.3 О вкладе диффузии и нейтрального ветра в величину масштабной высоты внешней ионосферы

1.4 Модели электронной концентрации и ионного состава внешней ионосферы

1.5 Место радаров HP в современных исследованиях ионосферы

1.6 Выводы
ГЛАВА 2. Модель внешней ионосферы и методика расчета высоты перехода
0+/Н+
2.1 Экспериментальные данные
2.2 Модель внешней ионосферы
2.3 Оценка точности метода ИРНР - GPS
2.4 Выводы
ГЛАВА 3. Вариации масштабной высоты внешней ионосферы и высоты перехода О* / Н* по данным ИРНР-GPS
3.1 Вариации масштабной высоты
3.2 Вариации высоты перехода О*/Н'
3.3 Сравнение результатов с данными других моделей
3.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ

Исследования внешней ионосферы являются востребованными и важными как в фундаментальном плане, так и с практической точки зрения. В последние десятилетия происходит активное продвижение исследований в этой области по всему миру, ввиду возросших потребностей пилотируемой космонавтики, и необходимости контроля космической погоды, влияющей как на космические аппараты, так и на наземные средства коммуникации. Однако внешняя ионосфера является довольно сложным объектом для исследований с Земли, и единственными установками, позволяющими проводить комплексные измерения на нижних высотах внешней ионосферы, являются радары некогерентного рассеяния (НР). Эти установки являются дорогостоящими и уникальными по своим техническим характеристикам, и мировая сеть таких радаров насчитывает всего 11 инструментов. В России существует такая установка, это Иркутский радар НР (ИРНР), созданный в1 начале- 90х годов на базе РЛС «Днепр», переданной по конверсии Институту Солнечно-Земной Физики (ИСЗФ) [5].
Регулярные исследования ионосферы на данном радаре стали проводиться в конце 90х годов, и до настоящего момента накоплена представительная база ионосферных данных. Стандартными параметрами, которые можно получать на ИРНР, являются: электронная концентрация пе, электронная Те, ионная Т1 температура и скорость дрейфа плазмы Уа . Наибольшей надежностью обладают данные о профиле электронной концентрации.
Географическое положение делает ИРНР уникальным инструментом, т.к. мы
4’ I I И I. I I -
имеем возможность получать данные о состоянии ионосферы в долготном секторе, не охваченном инструментальными наблюдениями других радаров такого типа. Большое количество накопленных экспериментальных данных, позволяет проводить комплексные исследования внешней ионосферы над нашим регионом, которые ранее были невозможны [5]. В связи с конструктивными особенностями, ИРНР обладает рядом недостатков и преимуществ, в сравнении с другими радарами НР. ИРНР способен излучать и принимать сигналы только с

ионосферы был реализован при анализе данных Иркутского радара НР [5]. В рассматриваемых экспериментах зондирование проводилось, как правило, вдоль геомагнитного поля, которое на широте Иркутска наклонено на 18° к экватору от вертикали. Такая геометрия эксперимента является оптимальной в рассматриваемом подходе. Каждый эксперимент на радаре обычно проводился непрерывно в течение нескольких суток, в рамках программы ISR World Days, типичное временное разрешение данных составляло 5-10 минут.
Для тестовых расчетов мы использовали данные ионосферных измерений на Иркутском радаре НР в 1998 и 1999 годах. На рисунке 1.6 приведены расчеты эффективной Heff и диффузионной Н масштабных высот для отдельных дней в разные сезоны года.

|11 февраля 1999г.|
во°-кМ< !Ь
•¥!! 1:|

Рис. 1.6. Диффузионная и эффективная шкалы высот по данным Иркутского радара НР. Тонкие линии - результаты расчетов, жирные линии -аппроксимация полиномом.
Из приведенных данных видно, что Ни Н в целом имеют схожую динамику, однако их различия в разное время суток могут быть существенными.