Том 63, № 4 (2023)

Методами вычислительного эксперимента исследованы амплитудные и фазовые характеристики сигналов ОНЧ антропогенного происхождения во время солнечных протонных событий. В работе рассмотрены события 30 октября 2003 г. и 23 января 2012 г. Профили концентрации электронов построены с использованием данных радара некогерентного рассеяния VHF EISCAT, расположенного в городе Тромсё, Норвегия. В результате обработки данных вычислительных экспериментов показано, что в условиях солнечных протонных событий наблюдаются в основном амплитудные искажения ОНЧ-сигналов, при этом существует частотная зависимость величины искажений сигналов радиотехнической системы дальней навигации РСДН-20. Фазы сигналов системы РСДН-20 менее подвержены влиянию слабых солнечных протонных событий. Исследовано влияние нижней границы волновода Земля‒ионосфера в случаях распространения сигналов системы РСДН-20 над поверхностью суши и океана во время солнечного протонного события.

Выполнено исследование суточных вариаций статистических характеристик изменчивости электронной концентрации NmF2 максимума слоя F2 ионосферы для каждого месяца (М) года в геомагнито-спокойных условиях при низкой солнечной активности по данным часовых измерений критической частоты слоя F2 ионосферы в Huancayo и Jicamarca. Вычислялись математическое ожидание NmF2_E, арифметически среднее NmF2_A, наиболее вероятное NmF2_MP, арифметически средняя месячная медиана NmF2_MED, стандартные отклонения σ_E, σ_A, σ_MP, σ_MED и коэффициенты вариаций CV_E, CV_A, CV_MP и CV_MED величины NmF2 от NmF2_E, NmF2_A, NmF2_MP и NmF2_MED соответственно. Найдено, что отличие NmF2_MED(UT,M) от NmF2_E(UT,M) не превосходит 46%, NmF2_MP(UT,M) от NmF2_E(UT,M) – 102% и NmF2_MP(UT,M) от NmF2_MED(UT,M) – 85%, где UT – мировое время. Вычисленные статистические параметры σ_E, σ_A, σ_MP, σ_MED, CV_E, CV_A, CV_MP и CV_MED – характеристики изменчивости NmF2 от одних суток к другим суткам при фиксированных значениях M и UT над низкоширотными ионозондами Huancayo и Jicamarca в геомагнито-спокойных условиях при низкой солнечной активности. Расчеты показали, что коэффициенты CV_E, CV_MED и CV_MP изменяются в пределах 18–82%, 19–107% и 18–288% соответственно и в преобладающем большинстве случаев величина CV_E(UT,M) меньше коэффициентов CV_MED(UT,M) и CV_MP(UT,M). Показано, что минимизация стандартного отклонения и коэффициента вариаций NmF2 при использовании математического ожидания NmF2 обеспечивает наилучшее описание множества измерений NmF2 одним единственным статистическим параметром NmF2 в рассмотренных условиях. Наименьшее значение CV_E изменяется от 18% (апрель) до 29% (сентябрь), а наибольшая величина CV_E находится в интервале от 63% (ноябрь) до 73% (январь). Среднесуточное значение CV_E (среднесуточная относительная изменчивость NmF2) максимально в сентябре (40%) и минимально в апреле (33%).

В ходе космического эксперимента “Терминатор” с борта Международной космической станции в нижней термосфере была зарегистрирована слоистая оптическая структура. Наблюдения проводились в видимом (540 нм) и ближнем инфракрасном (700 нм и 830 нм) диапазонах спектра. Приводится краткое описание используемой научной аппаратуры. Излагаются результаты обработки полученных изображений, позволившие считать их изображениями аэрозольного слоя, имеющего протяженность планетарного масштаба. Рассматриваются возможные варианты происхождения данного аэрозольного образования.

Анализируется частотная зависимость качественных показателей передачи информации на примере двух реальных радиолиний меридиональной направленности односкачкового (~2600 км) и доминирующего двухскачкового (~5100 км) режимов прохождения радиоволн в ионосфере. Показано, что наличие в системе радиосвязи высокоэффективных приемно-передающих антенн приводит к необходимости учитывать в задаче прогнозирования радиотрасс существование априори энергетически крайне слабых мод, формирующихся исключительно механизмом переноса излучения по лучевым траекториям семейства верхних лучей в ионосферном распространении радиоволн. В случае совпадения углов выхода и прихода таких мод и направлений главных лепестков диаграмм направленности антенн в конечных точках радиотрассы соотношение сигнал/шум для волнового поля может достичь требуемого порогового значения и обеспечить успешную работу радиокоммуникационной системы. Это обстоятельство расширяет верхнюю частотную границу прохождения радиоволн в переходных областях скачкового распространения радиоволн в ионосфере, и его следует учитывать в прогнозировании работы ионосферных радиолиний.

Мы используем данные телескопа Atmospheric Imaging Assembly (AIA) на космическом аппарате Solar Dynamics Observatory (SDO) в канале 171 Å, чтобы исследовать пространственное распределение вспышек малой энергии (нановспышек). Мы исследовали два периода: 20.05.2019 с 12:00 UT до 13:00 UT и 10.05.2020 с 12:00 UT до 13:00 UT. Всего нами было найдено 87 974 нановспышки со средним темпом формирования 6.0 × 10^–21 см^–2 с^–1. Для солнечных широт от 0° до 50° темп формирования нановспышек является примерно равномерным со среднеквадратичным отклонением около 25%. Нами обнаружена асимметрия в темпе формирования нановспышек в южном и северном полушариях Солнца: темп формирования нановспышек в южном полушарии был на 34–42% больше, чем в северном. В этот период такая же асимметрия наблюдалась и для обычных вспышек. Мы также обнаружили слабую зависимость темпа формирования нановспышек от солнечного цикла: число нановспышек растет при более высокой активности Солнца.

По данным Каталогов солнечных протонных событий за 23-й и 24-й циклы солнечной активности выбраны события, не отождествленные с надежным источником частиц, но сопровождаемые межпланетными и геомагнитными возмущениями. Как правило, это события с малыми потоками протонов, зарегистрированных около Земли. Все выбранные события происходили во время прихода ударных волн на Землю и, таким образом, скорее всего были обусловлены приходом к Земле быстрых штормовых частиц. Показано, что источником этих событий могли быть вспышки, сопровождаемые корональными выбросами массы, произошедшие за десятки часов до начала возрастания потоков частиц на орбите Земли. Выбранные события обладают рядом особенностей. Только одно из них сопровождалось единственным ударным фронтом, тогда как во время остальных пришли 2 или 3 ударные волны. Временнóй профиль исследованных событий напоминал структуру, ограниченную двумя ударными фронтами. Таким образом, ударные волны, по-видимому, ускоряли и удерживали частицы в ограниченной области пространства.

По данным магнитометров сетей INTERMAGNET, SuperMAG и IMAGE проведен статистический анализ суббуревой активности в авроральных широтах за 2007–2020 гг. и ее связи с магнитными возмущениями на средних широтах. Появления и развитие магнитных возмущений в авроральных широтах контролировалось по IL-индексу (подобен AL-индексу, но рассчитан по данным IMAGE). За период 2007–2020 гг. были отобраны события, которые наблюдались около меридиана сети IMAGE, в ночном секторе (21–03 MLT). Использовались две выборки событий: 1) IL < –200 нТл не менее 10 мин, с дополнительным критерием наличия или отсутствия положительных бухт на станции Панагюриште в Болгарии; 2) изолированные суббури, наблюдавшиеся на меридиане IMAG-E, согласно списка Ohtani and Gjerloev [2020]. Получены распределения IL-индекса, эмпирической и теоретической кумулятивной функции распределения, а также проведены оценки появления экстремальных событий. Показано, что, в целом, распределения IL хорошо описываются экспоненциальными функциями, и из всех событий в ~65% случаях наблюдались события, сопровождающиеся среднеширотными положительными бухтами, причем с ростом интенсивности возмущений их доля увеличивалась. Оказалось, что события с положительными бухтами в средних широтах и изолированные суббури лучше описываются распределением Вейбулла для экстремальных событий. Из обоих распределений выделены годовая и полугодовая вариации: годовые вариации имеют летний минимум и зимний максимум, полугодовые – максимумы около дней равноденствия, что, скорее всего, связано с эффектом Рассела-Макферрона. Показано также, что полугодовая вариация более выражена для событий с сопутствующими среднеширотными положительными бухтами.