Ионосферные индексы для моделирования и долгосрочного прогноза параметров F2-слоя ионосферы

• Автор: Михайлов, Вадим Валериевич
• Шифр специальности: 04.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с.

Содержание
Введение
Глава 1. Солнечные и эффективные ионосферные индексы,
используемые для моделирования и прогноза параметров
Р2-области
1.1. Солнечные индексы
1.1.1. Связь /оР2 с солнечными индексами
1.1.2. Планетарные модели /п?-об ласти, основанные на
индексе К12
1.2. Эффективные ионосферные индексы
Глава 2. Зависимость /ЪР2 от индексов солнечной активности
2.1. Нелинейный характер изменения /оР.? в солнечном цикле
2.2. Гистерезис критических частот слоя Р2
2.2.1. Гистерезис среднегодовых и месячных медианных
значений /оР2
2.2.2. Вариации солнечного коротковолнового излучения
и /Ь.Р2 в цикле солнечной активности
Глава 3. Региональное эффективное число солнечных пятен ИЕРРЫ
3.1. Метод получения модельно-ориентированного индекса

3.2. Сопоставление с другими индексами
3.3. Метод долгосрочного прогноза
3.4. Прогноз /ЪК? на основе индекса КЕЕЕЫ12
Глава 4. Новый ионосферный индекс МР2
4.1. Метод получения индекса
4.2. Сопоставление с другими индексами, испельзуемыми при моделировании месячных медиан /ЬК2 и М(3000)Р2
4.3. Построение локальных моделей (оР2 и М(3000)Р2
4.4. Методы долгосрочного прогноза индекса МР2
Глава 5. Ионосферные модели, основанные на индексе МР2
5.1. Модель МОМР2 месячных медиан /оР2 и М(3000)Р2
по европейскому региону
5.1.1. Картирование параметров по региону
5.1.2. Тестирование модели
5.2. Модель М()МР2-1 М для картирования текущего состояния
К2-области по европейскому региону
5.2.1. Эффективные индексы
5.2.2. Апробация модели
Заключение
Список литературы
Введение

Проблема построения моделей -области ионосферы как в прикладных целях для расчета условий КВ-радиосвязи, радионавигации, радиопеленгации, в геодезии, так и для исследования механизмов формирования ионосферы Земли, например, в рамках международной программы “Погода в космосе”, остается весьма актуальной. Существуют три основных подхода к ионосферному моделированию: (1) на основе построения теоретических или физических моделей, учитывающих совокупность всех основных процессов, ответственных за формирование ионосферы; (2) т.н. гибридный подход, при котором в теоретическую модель заводится часть измеряемых параметров, привязывая тем самым модель к конкретным условиям и (3) эмпирический подход, при котором производится обработка и систематизация данных наблюдений ионосферных параметров. Несмотря на всю привлекательность теоретического подхода к описанию Р2-о6ласти, современный уровень знаний как по эффективности ряда важных процессов, так и по входным параметрам оказывается недостаточным для описания -области с удовлетворительной точностью при различных гелиогеофизических условиях. Так результаты тестирования [1] пяти наиболее разработанных западных моделей (две из которых являются полностью самосогласованными) в целом оказались малоутешительными даже при описании простейших условий: средние широты, спокойные в геомагнитном отношении периоды. Все модели в тех или иных условиях (разные часы суток или уровни солнечной активности) дали большие отклонения от наблюдений, а различие между моделями по параметрам максимума К2-слоя доходит до двух раз в дневные часы и десяти раз в ночные. При таких точностях описания ни о каком использовании теоретических моделей в прикладных целях не может идти речь. На это обращалось внимание и ранее [54] при сопоставлении теоретического и эмпиричекого подходов и подчеркивалось, что эмпирико-статистический подход пока обеспечивает более

Гистерезис критических частот слоя К2 можно рассматривать в качестве одного из них.
Эффект гистерезиса /о2 известен довольно давно и обычно его рассматривают для 12-месячных скользящих средних чисел солнечных пятен Я12 [35] или среднегодовых Я [8 ,17], поскольку в этом случае эффект лучше выражен. Для месячных медианных /Ь/7 эффект не столь нагляден [33,57]. Гистерезис может быть хорошо выражен для одних месяцев и отсутствовать для других в одном и том же цикле солнечной активности. Как правило для зависимости среднемесячных /оК2 от Я или К/0,7 трудно найти хорошо выраженные случаи вариаций типа гистерезиса, поскольку кривые соответствующие ветвям роста и спада цикла солнечной активности могут пересекаться и неоднократно. Тем не менее мы рассмотрим характерные случаи правостороннего (когда /ЪК2 на ветви роста солнечной активности больше, чем на ветви спада при одних и тех же значениях индекса солнечной активности) и левостороннего гистерезиса (когда картина обратная), а также случай отсутствия выраженного гистерезиса.
Следует подчеркнуть, что хотя картина гистерезиса более наглядна для среднегодовых и сглаженных значений foF2 и И, наибольший практический интерес представляет зависимость месячных медианных /ЪК2 от _Р/0.7 или К/2, поскольку именно эти параметры используются в практике ионосферного моделирования и прогнозирования. Следует отметить, что среднемесячный индекс К/0.7 также широко используется как входной параметр в современных термосферных моделях таких как МСИС.
В данной главе мы обсудим вопросы, связанные с гистерезисом среднегодовых значений /ЬР2 как более ранних в историческом плане, затем рассмотрим этот эффект для месячных медиан /Ь2.