Черногор Л.Ф.
Гармаш К.П.
Фролов В.Л.
 Скачать PDF  Статья на сайте eLibrary

В работе кратко описаны результаты первых (нецеленаправленных) экспериментов по исследованию крупномасштабных (порядка 1000 км) апериодических и квазипериодических возмущений в нижней и средней ионосфере. Перечислены основные результаты современных экспериментов. При помощи методов частичного отражения, вертикального и наклонного многотрассового многочастотного зондирования в 2017-2018 годах проведены комплексные радиофизические наблюдения за крупномасштабными (порядка 1000 км) апериодическими возмущениями в нижней ионосфере и квазипериодическими возмущениями в средней ионосфере, сопровождавшими воздействие на неё мощным (эффективная мощность 40-95 МВт) нестационарным радиоизлучением стенда «Сура». Наблюдения выполнены в обсерваториях ХНУ им. В. Н. Каразина в течение четырёх измерительных кампаний в 2017-2018 годах. Время запаздывания апериодических возмущений в нижней ионосфере составляло 15-18 мин, а их длительность 5-10 мин. Возмущения следовали за включением/выключением мощного радиоизлучения. Обсуждается природа этих возмущений. Основные эффекты в средней ионосфере следующие. При эффективной мощности стенда не менее 40-60 МВт примерно через 40-60 мин после начала его излучения на радиотрассах, удалённых на расстояния около 1 000 км от места воздействия, доплеровские спектры заметно уширяются, проявляется многолучевость. Периодический нагрев ионосферы приводил к периодическим вариациям доплеровского смещения частоты (с максимальным отклонением 0,1-0,2 Гц) и амплитуды сигнала. Продолжительность реакции составляет 70-180 мин. Этим вариациям соответствует относительное возмущение концентрации электронов от 3 до 12%. Квазипериодические вариации доплеровского смещения частоты и амплитуды вызваны генерацией и распространением волн со скоростями от 0,2 до 1,6 км/с и периодами 15-30 мин. Скорость 0,2-0,4 км/с, в отличие от скорости 1,6 км/с, наблюдается регулярно. В работе также обсуждаются основные направления будущих исследований проявлений крупномасштабных апериодических и квазипериодических возмущений в ионосфере и их влияния на характеристики распространения радиоволн на удалённых радиотрассах.

На английском языке
Large-Scale Disturbances in the Lower and Middle Ionosphere Accompanying the SURA Heater Action on It
Chernogor L.F.
Garmash K.P.
Frolov V.L.

We briefly describe the results of the first (not purposeful) experiments on studying large-scale (about 1000 km) aperiodic and quasi-periodic disturbances in the lower and middle ionosphere. The main results of modern experiments are listed. Multi-instrument radiophysical observations of large-scale (about 1000 km) aperiodic disturbances in the lower ionosphere and quasi-periodic disturbances in the middle ionosphere, which accompanied the Sura heater action with high-power (effective power 40-95 MW) nonstationary radio emission, were performed in 2017-2018 using partial-reflection and vertical/oblique multipath multifrequency sounding techniques. The observations were taken in the observatories of the V. N. Karazin National University of Kharkov during four heating campaigns in 2017-2018. The aperiodic disturbances in the lower ionosphere had a delay time of 15-18 min and a durations of 5-10 min. The disturbances followed the heater turn-on and turn-off. The nature of these disturbances is discussed. The main effects in the middle ionosphere include the following. When the effective radiated power is no less than 40-60 MW, the Doppler spectra become considerably broader and multipathing appears on radio paths that are 1000 km distant from the heater in 40-60 min after the Sura turn-on. Periodic heating of the ionosphere resulted in periodic variations in the Doppler frequency shift (with a maximum deviation of 0.1-0.2 Hz) and in the signal amplitude. The time delay of the ionospheric response lies in the range 40-60 min, while the relative disturbance in the electron density varies from 3 to 12%. Quasi-periodic variations in the Doppler frequency shift and in amplitude are caused by the generation and propagation of waves with 0.2-1.6 km/s speeds and 15-30 min periods. The 0.2-0.4 km/s speeds, as opposed to the 1.6 km/s speed, are regularly observed. The main directions of the future studies of how large-scale aperiodic and quasi-periodic disturbances manifest themselves in the ionosphere and the studies of how these disturbances affect the parameters of radio waves on remote radio paths are also discussed.