Возбуждение ленгмюровской и ионно-акустической турбулентности в высокоширотной ионосфере мощной радиоволной одновременно ниже и выше максимума слоя F2

Представлены результаты экспериментальных исследований особенностей генерации и характеристик ленгмюровской и ионно-акустической турбулентности в области F высокоширотной ионосферы, возбуждаемой мощными короткими радиоволнами с обыкновенной поляризацией, излучаемыми нагревным комплексом EISCAT/Heating (г. Тромсё, Норвегия) в направлении магнитного поля Земли. Эксперимент проводился на частотах нагрева f_H, близких к четвёртой гармонике гирочастоты электронов 4f_ce и критической частоте слоя F₂, f_oF2, f_H < f_oF2 < f_H+f_ce/2, где f_ce - гирочастота электронов. По данным радара некогерентного рассеяния радиоволн EISCAT (рабочая частота 930 МГц) выполнен совместный анализ спектров ионных и плазменных линий одновременно ниже и выше высоты максимума F₂-слоя. Впервые обнаружены инициированные нагревом усиление ионных линий и возбуждение плазменных линий на частоте, смещённой от частоты нагрева в сторону увеличения на 0,35-0,45 МГц, одновременно на высоте отражения волны накачки и на высоте выше высоты максимума слоя F₂ высокоширотной ионосферы. Обсуждаются механизмы распространения волны накачки на высоты выше максимума слоя F₂, а также возможный механизм возбуждения усиленных нагревом ионных линий и инициированных нагревом плазменных линий на высоте выше максимума слоя F₂.

На английском языке

Excitation of langmuir and ion-acoustic turbulence in the high-latitude ionosphere by a high-power hf radio wave simultaneously below and above maximum of the F2-layer

Borisova T.D.

Blagoveshchenskaya N.F.

Kalishin A.S.

Häggström I.

Rietveld M.T.

We present the results of experimental studies of the generation peculiarities and features of the Langmuir and ion-acoustic turbulence in the F region of the high-latitude ionosphere excited by high-power HF O-mode radio waves emitted by the EISCAT/Heating facility (Tromsø, Norway) in the direction of the Earth's magnetic field. The experiment was carried out at frequencies f_H close to the fourth gyroharmonic, f_H < 4f_ce, and the cutoff frequency of the F₂ layer, f_oF2, f_H < f_oF2 < f_H+f_ce/2, where f_ce is the electron gyrofrequency. By using the EISCAT incoherent scatter radar (930 MHz), a joint analysis of the plasma and ion line spectra simultaneously below and above the F₂-layer maximum was performed. The excitation of the HF-induced plasma lines outshifted by 0.35-0.45 MHz from the pump-wave frequency and HF-enhanced ion lines simultaneously below and above the F₂-layer maximum was found for the first time. The mechanisms of the pump-wave propagation to altitudes above the F₂-layer maximum and a plausible mechanism for the excitation of the instability responsible for the generation of HF-enhanced ion lines and HF-induced plasma lines above the F₂-layer maximum are discussed.

Пример ссылки для цитирования:

Борисова Т.Д., Благовещенская Н.Ф., Калишин А.С., Хагстром И., Риетвельд М.Т. Возбуждение ленгмюровской и ионно-акустической турбулентности в высокоширотной ионосфере мощной радиоволной одновременно ниже и выше максимума слоя F2 // Изв. вузов. Радиофизика. 2019. Т. 62, № 12. C. 891–905.