Смещённые плазменные линии в нагревных экспериментах в высокоширотной ионосфере на частотах волны накачки вблизи гармоник гирочастоты электронов

Представлены результаты экспериментальных исследований характеристик и условий возникновения смещённых плазменных линий, которые наблюдаются в экспериментах по модификации высокоширотной F-области ионосферы мощными короткими радиоволнами с обыкновенной поляризацией от нагревного комплекса EISCAT/Heating на частотах волны накачки вблизи четвёртой и пятой гармоник гирочастоты электронов. Излучение осуществлялось в направлении магнитного зенита длительными циклами воздействия (от 2 до 20 мин). Исследования выполнены по данным измерений радара некогерентного рассеяния радиоволн EISCAT в г. Тромсё (рабочая частота радара 930 МГц). Анализ данных радара продемонстрировал одновременное возбуждение на длительных интервалах воздействия (больше 30 с) нескольких плазменных линий, которые наблюдались на частотах, близких к частоте волны накачки, и на частотах, смещённых от неё в сторону увеличения на 0,15–0,45 МГц. Смещённые плазменные линии обладали спектральной шириной 0,10–0,15 МГц. Исследованы закономерности их возникновения в зависимости от соотношения между частотой волны накачки и гармониками гирочастоты и близости частоты волны накачки к критической частоте ионосферного слоя F2. Обсуждаются возможные механизмы возбуждения смещённых плазменных линий. Выполнено сравнение экспериментальных данных и результатов расчётов характеристик смещённых плазменных линий для различных частот волны накачки.

На английском языке
We present experimental results concerning the features and origin of the outshifted plasma lines in the high-latitude ionospheric F region, which are excited by O-mode high-power HF radio waves radiated by the EISCAT/Heating facility at pump-wave frequencies near the fourth and fifth harmonics of electron gyrofrequency. HF pump waves were transmitted towards the magnetic zenith during long-lasting heater-on cycles (2–20 min). The studies were carried out using the measurement data obtained by the EISCAT UHF incoherent scatter radar in Tromsø (the radar operating frequency 930 MHz). The analysis of the EISCAT UHF radar data has demonstrated the simultaneous excitation of several plasma lines at frequencies close to the pump frequency and at frequencies shifted upwards by 0.15–0.45 MHz on long-lasting time intervals (more than 30 s). The spectral width of the outshifted plasma lines was 0.10–0.15 MHz. The features of their occurrence were analyzed as functions of the relation between the pump wave frequency or gyroharmonics and the proximity of the pump-wave frequency to the cutoff frequency of the ionospheric F2 layer. The plausible excitation mechanisms of outshifted plasma lines are discussed. Comparison between the experimental data and calculation results concerning the features of outshifted plasma lines for different pump-wave frequencies was made.