Український антарктичний журнал

№ 1 (2021): Український антарктичний журнал
Articles

Мінливість іоносферної аномалії моря Ведделла за даними спостережень на станції «Академік Вернадський»

PDF (English)
  • А. Залізовський,
  • І. Станіславська,
  • В. Лисаченко,
  • О. Чаркіна
А. Залізовський
Радіоастрономічний інститут НАН України, м. Харків, 61002, Україна; Центр космічних досліджень Польської академії наук, м. Варшава, 00-716, Польща; Державна установа Національний антарктичний науковий центр, МОН України, м. Київ, 01601, Україна
І. Станіславська
Центр космічних досліджень Польської академії наук, м. Варшава, 00-716, Польща
В. Лисаченко
Радіоастрономічний інститут НАН України, м. Харків, 61002, Україна
О. Чаркіна
Радіоастрономічний інститут НАН України, м. Харків, 61002, Україна
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2021.666
Опубліковано July 28, 2021
Ключові слова
  • іоносфера,
  • іонограма,
  • аномалія моря Ведделла,
  • медіанна висотно-часова діаграма
Як цитувати
Залізовський, А., Станіславська, І., Лисаченко, В., & Чаркіна, О. (2021). Мінливість іоносферної аномалії моря Ведделла за даними спостережень на станції «Академік Вернадський». Український антарктичний журнал, (1), 47-55. https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2021.666

Авторське право (c) 2021 Український антарктичний журнал

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Анотація

Іоносферна аномалія моря Ведделла — це інверсія добової варіації електронної концентрації в іоносфері над Антарктичним півостровом, морем Ведделла та прилеглими територіями, що спостерігається антарктичним літом. Мета роботи полягає в аналізі реакції іоносфери під час аномалії моря Ведделла на зміни сонячної та геомагнітної активності за даними вертикального зондування іоносфери (ВЗІ), що ведеться на Українській антарктичній станції «Академік Вернадський». Мета роботи досягається шляхом порівняння місячних медіанних значень критичних частот іоносфери (foF2) під час аномалії моря Ведделла для років з високою та низькою сонячною активністю, а також порівняння грудневих медіанних висотно-часових діаграм (HT-діаграм) foF2, розрахованих окремо для періодів з низькими та високими рівнями індексу F10.7 та локального К-індексу за 10-річний проміжок часу (2007–2016 рр.). Експериментально показано залежність аномалії від рівнів сонячного індексу F10.7 та локальних K-індексів. Найбільший нічний максимум іонізації відповідає низьким значенням K-індексу та високим значенням F10.7. Найбільш точна інверсія добової варіації концентрації електронів в області F з максимумом опівночі спостерігається за низьких значень K-індексу та низького потоку F10.7. Зростання геомагнітної активності зменшує нічну іонізацію як при низькому, так і при високому рівнях потоків F10.7 і призводить до розмиття нічного максимуму у добовій варіації. Видимі віртуальні висоти максимумів зростають разом із F10.7 незалежно від рівня K-індексу. Розмиття нічного максимуму при зростанні K-індексу можна пояснити руйнуванням поля термосферних вітрів, що підтримують нічну аномалію, та/або збільшенням ролі плазмових дрейфів у порівнянні з впливом вітру. Зростання видимої віртуальної висоти нічного максимуму зі збільшенням потоку F10.7 можна пояснити посиленням термосферного вітру в напрямку екватора, що призводить до посилення ефекту вертикального переносу плазми. Близький до нуля допплерівський зсув частоти сигналів ВЗІ, який спостерігається протягом ночі під час аномалії, можна пояснити стабільністю шару F2, який утворюється в результаті динамічної рівноваги між фотохімічними процесами та висхідним переносом плазми.

PDF (English)

Посилання

  1. Bellchambers, W. H., & Piggott, W. R. (1958). Ionospheric measurements made at Halley Bay. Nature, 182, 1596–1597. https://doi.org/10.1038/1821596a0
  2. Chang, L. C., Liu, H., Miyoshi, Y., Chen, C.-H., Chang, F.-Y., Lin, C.-H., Liu, J.-Y., & Sun, Y.-Y. (2015). Structure and origins of the Weddell Sea Anomaly from tidal and planetary wave signatures in FORMOSAT-3/COSMIC observations and GAIA GCM simulations. Journal of Geophysical Research:Space Physics, 120(2), 1325–1340. https://doi.org/10.1002/2014JA020752
  3. Chen, C. H., Huba, J. D., Saito, A., Lin, C. H., & Liu, J. Y. (2011). Theoretical study of the ionospheric Weddell Sea Anomaly using SAMI2. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 116(A4), A04305. https://doi.org/10.1029/2010JA015573
  4. Chen, Y., Liu, L., Le, H., Wan, W., & Zhang, H. (2016). The global distribution of the dusk-to-nighttime enhancement of summer NmF2 at solar minimum. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 121(8), 7914–7922. https://doi.org/10.1002/2016JA022670
  5. Dudeney, J. R. & Piggott, W. R. (1978). Antarctic ionospheric research. Antarctic Research Series, 29, 200–235.
  6. https://doi.org/10.1029/AR029p0200
  7. He, M., Liu, L., Wan, W., Ning, B., Zhao, B., Wen, J., Yue, X., & Le, H. (2009). A study of the Weddell Sea Anomaly observed by FORMOSAT_3/COSMIC. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 114(A12), A12309. https://doi.org/10.1029/2009JA014175
  8. Horvath, I. (2006). A total electron content space weather study of the nighttime Weddell Sea Anomaly of 1996/1997 southern summer with TOPEX/Poseidon radar altimetry. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 111(A12), A12317. https://doi.org/10.1029/2006JA011679
  9. Horvath, I. & Essex, E. A. (2003). The Weddell sea anomaly observed with the TOPEX satellite data. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 65(6), 693–706. https://doi.org/10.1016/S1364-6826(03)00083-X
  10. Jakowski, N., Hoque, M. M., Kriegel, M. & Patidar, V. (2015). The persistence of the NWA effect during the low solar activity period 2007–2009. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 120(10), 9148–9160. https://doi.org/10.1002/2015JA021600
  11. Jee, G., Burns, A. G., Kim, Y.-H., & Wang, W. (2009). Seasonal and solar activity variations of the Weddell Sea Anomaly observed in the TOPEX total electron content measurements. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 114(A4), A04307. https://doi.org/10.1029/2008JA013801
  12. Knyazeva, M. A., Zubova, Yu. V., & Namgaladze, A. A. (2010). Numerical modeling of the Weddell Sea Anomaly in behavior of the ionospheric F2-region. Vestnik of MSTU, 13(4/2), 1068–1077. http://vestnik.mstu.edu.ru/show-eng.shtml?art=1058 (in Russian)
  13. Kohl, H. & King, J. W. (1967). Atmospheric winds between 100 and 700 km and their effects on the ionosphere. Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics, 29(9), 1045–1062. https:// doi.org/10.1016/0021-9169(67)90139-0
  14. Lin, C. H., Liu, J. Y., Cheng, C. Z., Chen, C. H., Liu, C. H., Wang, W., Burns, A. G., & Lei, J. (2009). Three-dimensional ionospheric electron density structure of the Weddell Sea Anomaly. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 114(A2), A02312. https://doi.org/10.1029/2008JA013455
  15. Lin, C. H., Liu, C. H., Liu, J. Y., Chen, C. H., Burns, A. G., & Wang, W. (2010). Midlatitude summer nighttime anomaly of the ionospheric electron density observed by FORMOSAT-3/COSMIC, Journal of Geophysical Research: Space Physics, 115(A3), A03308. https://doi.org/10.1029/2009JA014084
  16. Liu, H. & Yamamoto, M. (2011). Weakening of the mid-latitude summer nighttime anomaly during geomagnetic storms. Earth, Planets and Space, 63, 371–375. https://doi.org/10.5047/eps.2010.11.012
  17. Nava, B., Coïsson, P., & Radicella, S. M. (2008). A new version of the NeQuick ionosphere electron density model. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 70(15), 1856–1862. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2008.01.015
  18. Picone, J. M., Hedin, A. E., Drob, D. P., & Aikin, A. C. (2002). NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparisons and scientific issues. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 107(A12), 1468. https://doi.org/10.1029/2002JA009430
  19. Ren, Z., Wan, W., Liu, L., Le, H., & He, M. (2012). Simulated midlatitude summer nighttime anomaly in realistic geomagnetic fields. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 117(A3), A03323. https://doi.org/10.1029/2011JA017010
  20. Richards, P. G., Meier, R. R., Chen, S.-P., Drob, D. P., & Dandenault, P. (2017). Investigation of the causes of the longitudinal variation of the electron density in the Weddell Sea Anomaly. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 122(6), 6562–6583. https://doi.org/10.1002/2016JA023565
  21. Zakharenkova, I., Cherniak, I., & Shagimuratov, I. (2017). Observations of the Weddell Sea Anomaly in the ground-based and space-borne TEC measurements. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 161, 105–117. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2017.06.014
  22. Zalizovski, A. V., Kashcheyev, A. S., Kashcheyev, S. B., Koloskov, A. V., Lisachenko, V. N., Paznukhov, V. V., Pikulik, I. I., Sopin, A. A., & Yampolski, Yu. M. (2018). A prototype of a portable coherent ionosonde model. (2018). Space science and technology, 26(3), 10–22. https://doi.org/10.15407/knit2018.03.010 (in Russian)
  23. Zalizovski, A., Koloskov, O., Kashcheyev, A., Kashcheyev, S., Yampolski, Y., & Charkina, O. (2020). Doppler vertical sounding of the ionosphere at the Akademik Vernadsky station. Ukrainian Antarctic Journal, 1, 56–68. https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2020.379