Ларченко А.В.
Лебедь О.М.
Благовещенская Н.Ф.
Пильгаев С.В.
Бекетова Е.Б.
Федоренко Ю.В.
 Статья на сайте eLibrary

Рассматриваются результаты наблюдений ультранизкочастотного/очень низкочастотного (УНЧ/ОНЧ) поля ионосферного источника на высокоширотной сети станций Полярного геофизического института (ПГИ) в нагревном эксперименте 2016 года на стенде EISCAT/Heating. Обнаружено, что на частотах, близких к частоте первого поперечного резонанса волновода Земля-ионосфера (около 1,8 кГц), амплитуда горизонтального магнитного поля ионосферного источника в обсерватории Баренцбург, расположенной на расстоянии 961 км от нагревного стенда, зачастую превышала амплитуды на более близко расположенных к стенду материковых станциях (самая ближняя станция - Лотта - расположена на расстоянии 395 км). На частотах, далеких от частоты первого поперечного резонанса, при прочих равных условиях такого эффекта не наблюдалось. Выделены и проанализированы два возможных физических механизма, ответственных за наблюдаемый эффект. Первый связан с достаточно малым затуханием волн с частотами, близкими к частоте первого поперечного резонанса волновода Земля-ионосфера, при распространении над высокопроводящей морской поверхностью с высоким коэффициентом отражения. Второй связан с неоднородностью диаграммы излучения ионосферного источника. Проведено численное моделирование процессов генерации и распространения УНЧ/ОНЧ волн в волноводе Земля-ионосфера и оценён вклад предложенных механизмов. Показано, что диаграмма направленности источника не оказывает значимого влияния, а экспериментальные данные объясняются только в модели с учётом высокой проводимости нижней стенки волновода вдоль трассы EISCAT-Баренцбург и низкой проводимости вдоль трассы EISCAT-Лотта. Проведена оценка состояния ионосферы и получено семейство профилей электронной концентрации, при которых возможно наблюдение подобного эффекта.

На английском языке
Features of the processes of ULF/VLF wave generation and propagation when the ionosphere is affected by modulated short-wave radio emission
Larchenko A.V., Lebed' O.M., Blagoveshchenskaya N.F., Pil'gaev S.V., Beketova E.B. and Fedorenko Yu.V.

We consider the results of observations of the ULF/VLF horizontal magnetic field of the ionospheric source using a high-latitude network of PGI stations in the heating experiment of 2016 at the EISCAT/Heating facility. We have discovered that at frequencies close to the frequency of the first transverse resonance of the Earth-ionosphere waveguide (∼1.8 kHz), the amplitude of the horizontal magnetic field of the ionospheric source at the Barentsburg station (located 961 km from the heating facility) often exceeded the amplitudes at the mainland stations located closer to the heating facility (the nearest station Lotta is 395 km away). With all other conditions being equal, at frequencies considerably different from the frequency of the first transverse resonance, this effect was not observed. We identified and analyzed two possible physical mechanisms that are responsible for the observed effect. The first is related to a fairly low attenuation of waves with frequencies close to the frequency of the first transverse resonance of the Earth-ionosphere waveguide when propagating above a highly conductive sea surface with a high reflection coefficient. The second is due to the non-uniformity of the radiation pattern of the ionospheric source. Numerical modeling of the generation and propagation of ULF/VLF waves in the Earth-ionosphere waveguide was carried out and the contribution of the proposed mechanisms was estimated. It is shown that the radiation pattern of the source does not have a notable effect and the experimental data are explained only by taking into account the high conductivity of the lower boundary of the waveguide along the EISCAT-Barentsburg path and low conductivity along the EISCAT-Lotta path. The state of the ionosphere is assessed and a family of electron density profiles for which a similar effect can be observed is obtained.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2021_64_11_845