Сектор радиофизических исследований нижней ионосферы (402)

Основная научная задача

• Исследование структуры и волновых процессов в нижней ионосфере высоких широт методом частичных отражений.

Основные направления исследований

• Определение электронной концентрации в D-области ионосферы и развитие ее фотохимической модели в полярной области.
• Исследование волновых процессов структуры и состава полярной мезосферы и нижней термосферы.
• Изучение природы полярного мезосферного эхо.
• Разработка методов определения параметров нижней ионосферы.

Экспериментальная база

• передатчик, созданный на основе типового КВ передатчика ВЯЗ-М2 путем перевода ВЧ тракта на импульсные лампы и изготовления выпрямителей питания с повышенным выходным напряжением;
• приемник прямого усиления с полосой пропускания 40 кГц;
• приемо-передающая фазированная решетка из 38 пар скрещенных диполей;
• aвтоматизированная система сбора данных с временным разрешением 1.0 с;
• установка для измерения скорости ветра и дрейфа неоднородности в нижней ионосфере, состоящая из 3-х крест-вибраторов, которые работают в режиме приема только обыкновенной компоненты рассеянного сигнала;
• риометр на частоте 32 МГц.

Сотрудниками сектора на основе радиолокационных исследований ионосферы впервые были обнаружены интенсивные мезосферные эхо средних радиоволн и установлен факт круглогодичного существования таких отражений. Экспериментально показано, что во время внезапных ионосферных возмущений потери электронов пропорциональны функции ионообразования. Развита теория методов некогерентного рассеяния и частичного отражения, разработана модель для расчета скоростей ионообразования в полярной ионосфере на высотах 50-100 км, впервые сделана оценка концентрации атомарного кислорода на высотах ниже 75 км во время мощной протонной вспышки. На основе экспериментальных данных МЧО и расчетов по теоретической модели нижней ионосферы определено поведение электронной концентрации и ионного состава во время мощных солнечных вспышек.

Перечень научных проблем

• Исследование воздействий солнечных возмущений и землетрясений на процессы в полярной нижней ионосфере методом частичных отражений.
• Экспериментальные и теоретические исследования структуры нижней ионосферы и полярного мезосферного эхо.
• Развитие фотохимической модели области D полярной ионосферы.

Научные связи

В течение ряда лет сектор является участником Программы фундаментальных исследований Президиума РАН №16 “Изменение окружающей среды и климата” подраздел “Солнечная активность и физические процессы в системе Солнце-Земля” и Федеральной целевой программы “Создание и развитие системы мониторинга геофизической обстановки над территорией Российской Федерации на 2008-2015 годы”. В рамках этих программ проводятся работы по договору с ИСЗФ СО РАН: “Разработка методов контроля над волновыми процессами различного происхождения на высотах мезосферы – нижней ионосферы”.

Осуществлялось сотрудничество с ФГНУ “НИРФИ”, г. Нижний Новгород по договорам: “Исследование широтных различий в электронной концентрации и турбулентности на высотах области D методом частичных отражений”, “Исследование D-области ионосферы методами частичных отражений и рассеяния радиоволн на искусственных периодических неоднородностях” (в рамках проектов РФФИ N 01-05-64504 и N 05-05-64304).

Сектор РИНИ принимает участие в исследованиях по международным проектам ПГИ с институтом Космической физики Шведской Академией наук (г. Кируна) “Возмущения полярной атмосферы и ионосферы”.

Ближайшие планы

Задачи ближайшего будущего: развитие физико-химической модели нижней ионосферы и совершенствование аппаратуры и методики исследований методом частичных отражений.

Основные публикации

Брюнелли Б. Е., Кочкин М. И., Пресняков И. Н., Терещенко Е. Д., Терещенко В. Д. Метод некогерентного рассеяния радиоволн. Л.: Наука, 1979. – 188 с.

Суни А. Л., Терещенко В. Д., Терещенко Е. Д., Худукон Б. З. Некогерентное рассеяние радиоволн в высокоширотной ионосфере. – Апатиты: Кольский научный центр АН СССР, 1989. – С. 184.

Беликович В.В., Вяхирев В. Д., Калинина Е.Е., Терещенко В.Д., Оглоблина О.Ф., Терещенко В.А. Исследование D-области ионосферы методом частичных отражений на средних широтах и в авроральной зоне // Изв. вузов. Радиофизика. – 2003. – Т. 46, № 3. – С. 181-191.

Tereshchenko V.D., Vasil`ev E.B., Ogloblina O.F., Tereshchenko V.A., Chernyakov S.M. Studies of the structure and dynamics of the D region of the polar ionosphere during solar flares in April 2004 // Geomagnetism and Aeronomy International. V. 6, GI 2004, doi: 10.1029 /2005 GI000107. 2006.

Терещенко В.Д., Васильев Е.Б., Оглоблина О.Ф., Терещенко В.А. Поведение полярной нижней ионосферы во время солнечных вспышек в январе 2005 г. по данным метода частичных отражений // Геомагнетизм и аэрономия. -2006. -Т. 46, № 5. -С. 698-703.

Беликович В.В., Вяхирев В.Д., Калинина Е.Е., Терещенко В.Д., Оглоблина О.Ф., Терещенко В.А. Исследование D-области ионосферы методом частичных отражений весной 2004 г. на средних и высоких широтах // Геомагнетизм и аэрономия. -2006. -Т. 46, № 2. -С. 229-233.

Терещенко В.Д., Осепян А.П., Терещенко В.А. Моделирование поведения D-области полярной ионосферы во время солнечной вспышки 5 апреля 2004 г. // Геомагнетизм и аэрономия. -2007. -Т. 47, № 4. -С. 528-533.

Беликович В.В., Вяхирев В.Д., Калинина Е.Е., Терещенко В.Д., Черняков С.М., Терещенко В.А. Отклик ионосферы на частное солнечное затмение 29.03.2006 по наблюдениям в Н. Новгороде и Мурманске // Геомагнетизм и аэрономия. -2008. -Т. 48, № 1. -С. 103-108

Osepian A.P., V.D. Tereshchenko, P.A. Dalin, S. Kirkwood. The role of atomic oxygen concentration in the ionization balance of the lower ionosphere during solar proton events // Annales Geophysicae. – 2008. V. 26, -P. 131-143.

Терещенко В.Д., Оглоблина О.Ф., Осепян А.П., Терещенко В.А. Отклик нижней полярной ионосферы на солнечные вспышки // Изменение окружающей среды и климата, природные и связанные с ними техногенные катастрофы. Т. 8. Солнечная активность и физические процессы в системе Солнце-Земля. – М.: ИСЗФ СО РАН, ИФЗ РАН, 2008. – С.118-123.

Смирнова Н.В., А.Н. Ляхов, Ю.И. Зецер, А.П. Осепян, Ч.-И. Менг, Р. Смит, Г. Нильсен, Роль высыпающихся протонов в ионизации полярной ионосферы // Космические исследования, 2004,. 42, 3, 219-227.

Stebel K., U.Blum, K.-H. Fricke, S. Kirkwood, N. Mitchell, A. Osepian, Joint radar/lidar observations of possible aerosol layers in the winter mesosphere // J. Atmos. Sollar Terr. Phys., 2004, 66,.11, 957-970.

Osepian A., S. Kirkwood, Cosmic radio-noise absorption bursts caused by solar wind shocks // Ann. Geophys., 2004, 22, 8, 2973-2987

Belova E., S. Kirkwood, J. Ekeberg, A. Osepian, I. Häggström, H. Nilsson, M. Rietveld, The dynamical background of Polar Mesosphere Winter Echoes from simultaneous EISCAT and ESRAD observations. // Ann. Geophys, 2005, .23, .8, 1239-1247.

Smirnova N.V., Ogloblina O.F., Vlaskov V.A. Modelling of the lower ionosphere // Pageoph. – 1988. – V. 127, №2/3. – P. 353-379.

Osepian A.P., Smirnova N.V. Modelling of absorption events // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. – 1996. – V. 59, №8. – P. 951-960.