Український антарктичний журнал

Том 24 № 1(32) (2026): Український антарктичний журнал
Articles

Реакція іоносфери на слабку геомагнітну бурю 1–2 лютого 2025 року у регіоні аномалії моря Ведделла: спостереження на Українській антарктичній станції «Академік Вернадський»

PDF (English)
  • Марина Резніченко,
  • Олександр Богомаз,
  • Дмитро Котов,
  • Тарас Живолуп,
  • Катерина Мартинова,
  • Віктор Бурмака,
  • Вячеслав Колодяжний
Марина Резніченко
Інститут іоносфери, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, 61002, Україна; Центр космічних досліджень Польської академії наук, м. Варшава, 00-716, Польща
Олександр Богомаз
Інститут іоносфери, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, 61002, Україна; Радіоастрономічний інститут Національної академії наук України, м. Харків, 61002, Україна
Дмитро Котов
Інститут іоносфери, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, 61002, Україна
Тарас Живолуп
Інститут іоносфери, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, 61002, Україна
Катерина Мартинова
Інститут іоносфери, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, 61002, Україна
Віктор Бурмака
Інститут іоносфери, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, 61002, Україна
Вячеслав Колодяжний
Інститут іоносфери, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, 61002, Україна
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2026.757
Опубліковано July 2, 2026
Ключові слова
  • іонозонд,
  • іоносфера,
  • іоносферна буря,
  • концентрація електронів,
  • негативна фаза,
  • шар F2
    • ...Більше
    Менше
Як цитувати
Резніченко, М., Богомаз, О., Котов, Д., Живолуп, Т., Мартинова, К., Бурмака, В., & Колодяжний, В. (2026). Реакція іоносфери на слабку геомагнітну бурю 1–2 лютого 2025 року у регіоні аномалії моря Ведделла: спостереження на Українській антарктичній станції «Академік Вернадський». Український антарктичний журнал, 24(1(32), 50-59. https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2026.757

Авторське право (c) 2026 Український антарктичний журнал

Creative Commons License

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

Анотація

Досліджено реакцію іоносфери на слабку геомагнітну бурю 1–2 лютого 2025 року в регіоні аномалії моря Ведделла. Проаналізовано поведінку ключових параметрів іоносфери (NmF2 та hmF2) за даними іонозондових спостережень на Українській антарктичній станції «Академік Вернадський», а також повного електронного вмісту у вертикальному стовпі, отриманого за допомогою вимірювань глобальної навігаційної супутникової системи. Значне зменшення концентрації електронів шару F2 іоносфери (NmF2) та повного електронного вмісту спостерігалося в нічні години 1-го та 2-го лютого 2025 року. Це свідчить про розвиток негативної фази іоносферної бурі та послаблення аномалії моря Ведделла під час слабких геомагнітних збурень. NmF2зменшилася приблизно в 2 рази 1 лютого та приблизно в 5 разів 2 лютого, тоді як повний електронний вміст зменшився на ~15–20 TECU та ~25 TECU, відповідно. Негативна фаза поширювалася значно далі в напрямку екватора 1 лютого, тоді як 2 лютого вона залишалася обмеженою високими та середніми широтами. Примітно, що настільки суттєве зменшення NmF2 відбулося попри значне підняття висоти максимуму шару F2 іоносфери (hmF2) на ~60–70 км. Чітких ознак вертикального переносу плазми, зумовленого проникненням електричного поля, у варіаціях hmF2 не виявлено. Ймовірною причиною такого зменшення концентрації іоносферної плазми є зміни нейтрального складу під час бурі, пов’язані з апвелінгом, зменшенням відношення O/N2 та перенесенням зони збуреного нейтрального складу термосферними вітрами від високих до нижчих широт. Отримані результати демонструють, що навіть слабкі геомагнітні бурі можуть суттєво модифікувати систему іоносфера–термосфера над Антарктикою та значно впливати на аномалію моря Ведделла.

PDF (English)

Посилання

  1. Akasofu, S.-I. (1981). Energy coupling between the solar wind and the magnetosphere. Space Science Reviews, 28, 121–190. https://doi.org/10.1007/BF00218810
  2. Bellchambers, W. H., & Piggott, W. R. (1958). Ionospheric measurements made at Halley Bay. Nature, 182, 1596–1597. https://doi.org/10.1038/1821596a0
  3. Borries, C., Berdermann, J., Jakowski, N., & Wilken, V. (2015). Ionospheric storms–A challenge for empirical forecast of the total electron content. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 120(4), 3175–3186. https://doi.org/10.1002/2015JA020988
  4. Buonsanto, M. J. (1999). Ionospheric storms – A review. Space Science Reviews, 88, 563–601. https://doi.org/10.1023/A:1005107532631
  5. Buonsanto, M. J., González, S. A., Lu, G., Reinisch, B. W., & Thayer, J. P. (1999). Coordinated incoherent scatter radar study of the January 1997 storm. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 104(A11),24625–24637. https://doi.org/10.1029/1999JA900358
  6. Chakraborty, S., & Seemala, G. K. (2026). Ionospheric responses over the Antarctic region to intense space weather events: Plasma convection vs. auroral precipitation. Advances in Space Research, 77(2), 2602–2613. https://doi.org/10.1016/j.asr.2025.10.107
  7. Chen, Y., Liu, L., Le, H., Zhang, H., & Zhang, R. (2022). Responding trends of ionospheric F2-layer to weaker geomagnetic activities. Journal of Space Weather and Space Climate, 12(6). https://doi.org/10.1051/swsc/2022005
  8. Correia, E., Spogli, L., Alfonsi, L., Cesaroni, C., Gulisano, A. M., Thomas, E. G., Ramirez, R. F. H., & Rodel, A. A. (2017). Ionospheric F-region response to the 26 September 2011 geomagnetic storm in the Antarctica American and Australian sectors. Annales Geophysicae, 35(5), 1113–1129. https://doi.org/10.5194/angeo-35-1113-2017
  9. de Abreu, A. J., Correia, E., de Jesus, R., Venkatesh, K., Macho, E. P., Roberto, M., Fagundes, P. R., & Gende, M. (2023). Statistical analysis on the ionospheric response over South American mid- and near high-latitudes during 70 intense geomagnetic storms occurred in the period of two decades. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 245, 106060. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2023.106060
  10. Dudeney, J. R., & Piggott, W. R. (1978). Antarctic ionospheric research. In L. J. Lanzerotti & C. G. Park (Eds.), Upper atmospheric research in Antarctica (Antarctic Research Series, Vol. 29, pp. 200–235). American Geophysical Union.
  11. Emmert, J. T. (2015). Thermospheric mass density: A review. Advances in Space Research, 56(5), 773–824. https://doi.org/10.1016/j.asr.2015.05.038
  12. Fuller-Rowell, T. J. (2011). Storm-time response of the thermosphere-ionosphere system. In M. A. Abdu & D. Pancheva (Eds.), Aeronomy of the Earth’s atmosphere and ionosphere (IAGA Special Sopron Book Series, Vol. 2, pp. 419–435). Springer. https://doi.org/10.1007/978-94-007-0326-1_32
  13. Fuller-Rowell, T. J., Codrescu, M. V., Moffett, R. J., & Quegan, S. (1994). Response of the thermosphere and ionosphere to geomagnetic storms. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 99(A3), 3893–3914. https://doi.org/10.1029/93JA02015
  14. Fuller-Rowell, T. J., Codrescu, M. V., Rishbeth, H., Moffett, R. J., & Quegan, S. (1996). On the seasonal response of the thermosphere and ionosphere to geomagnetic storms. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 101(A2), 2343–2353. https://doi.org/10.1029/95JA01614
  15. Gao, Q., Liu, L.-B., Zhao, B. Q., Wan, W.-X., Zhang, M.-L., & Ning, B.-Q. (2008). Statistical study of the storm effects in middle and low latitude ionosphere in the East-Asian sector. Chinese Journal of Geophysics, 51(3), 435–443. https://doi.org/10.1002/cjg2.1234
  16. Goncharenko, L. P., Salah, J. E., van Eyken, A., Ho-wells, V., Thayer, J. P., Taran, V. I., Shpynev, B., Zhou, Q.,& Chau, J. (2005). Observations of the April 2002 geomagnetic storm by the global network of incoherent scatter radars. Annales Geophysicae, 23(1), 163–181. https://doi.org/10.5194/angeo-23-163-2005
  17. Gonzalez, W. D., Joselyn, J. A., Kamide, Y.,Kroehl, H. W., Rostoker, G., Tsurutani, B. T., & Vasyliunas, V. M. (1994). What is a geomagnetic storm? Journal of Geophysical Research: Space Physics, 99(A4), 5771–5792. https://doi.org/10.1029/93JA02867
  18. Hernández-Pajares, M., Juan, J. M., Sanz, J., Orus, R., García-Rigo, A., Feltens, J., Komjathy, A., Schaer, S. C., & Krankowski, A. (2009). The IGS VTEC maps: A reliable source of ionospheric information since 1998. Journal of Geodesy, 83(3–4), 263–275. https://doi.org/10.1007/s00190-008-0266-1
  19. Hernández-Pajares, M., Juan, J. M., Sanz, J., Aragón-Àngel, À., García-Rigo, A., Salazar, D., & Escudero, M. (2011). The ionosphere: Effects, GPS modeling and the benefits for space geodetic techniques. Journal of Geodesy, 85(12), 887–907. https://doi.org/10.1007/s00190-011-0508-5
  20. Hernández-Pajares, M., Roma-Dollase, D., Krankow-ski, A., García-Rigo, A., & Orús-Pérez, R. (2017). Methodology and consistency of slant and vertical assessments for ionospheric electron content models. Journal of Geodesy, 91, 1405–1414. https://doi.org/10.1007/s00190-017-1032-z
  21. 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
  22. Huang, X., & Reinisch, B. W. (1996). Vertical electron density profiles from the Digisonde network. Advances in Space Research, 18(6), 121–129. https://doi.org/10.1016/0273-1177(95)00912-4
  23. Koloskov, O., Kashcheyev, A., Bogomaz, O., Sopin, A., Gavrylyuk, B., & Zalizovski, A. (2023). Performance analysis of a portable low-cost SDR-based ionosonde. Atmosphere, 14(1), 159. https://doi.org/10.3390/atmos14010159
  24. 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
  25. Mansilla, G. A. (2017). Response of the Antarctic ionosphere to some intense geomagnetic storms. The Open Atmospheric Science Journal, 11, 16–28, https://doi.org/10.2174/1874282301711010016. https://benthamopen.com/contents/pdf/TOASCJ/TOASCJ-11-16.pdf
  26. Melendi, Y. D., Bravo, M., Molina, M. G., Paz, M., Urra, B., De Pasquale, L., Scipión, D. E., Namour, J., Duran, T., & Zalizovski, A. (2025). Global and regional ionospheric response to a moderate storm in South America and Antarctica using a multi-instrumental approach. Earth and Space Science, 12(8), e2025EA004281. https://doi.org/10.1029/2025EA004281
  27. Mendillo, M. (2006). Storms in the ionosphere: Patterns and processes for total electron content. Reviews of Geophysics, 44(4), RG4001. https://doi.org/10.1029/2005RG000193
  28. Perreault, P., & Akasofu, S. I. (1978). A study of geomagnetic storms. Geophysical Journal International, 54(3), 547–573. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1978.tb05494.x
  29. Piggott, W. R., & Rawer, K. (1972). URSI handbook of ionogram interpretation and reduction. World Data Center A for Solar-Terrestrial Physics, Report UAG-23A.
  30. Prölss, G. W. (1997). Magnetic Storm Associated Perturbations of the Upper Atmosphere. In B. T. Tsurutani, W. D. Gonzalez, Y. Kamide & J. K. Arballo (Eds.), Magnetic Storms (pp. 227–241). https://doi.org/10.1029/GM098p0227
  31. Prölss, G. W. (2004). Physics of the Earth’s space environment: An introduction. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-642-97123-5
  32. Qian, L., Solomon, S. C., & Kane, T. J. (2009). Seasonal variation of thermospheric density and composition. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 114(A1), A01312. https://doi.org/10.1029/2008JA013643
  33. Reznychenko, M., Bogomaz, O., Kotov, D., Zhivolup, T., Burmaka, V., & Kolodyazhnyi, V. (2026). Raw ionogram data from Akademik Vernadsky station (Jan 30 – Feb 5, 2025) [Data set]. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.19480381
  34. Richmond, A. D., & Lu, G. (2000). Upper-atmospheric effects of magnetic storms: A brief tutorial. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 62(12), 1115–1127. https://doi.org/10.1016/S1364-6826(00)00094-8
  35. Sojka, J. J., David, M., & Schunk, R. W. (2002). A mid-latitude space weather hazard driven directly by the magnetosphere. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 64(5–6), 687–695. https://doi.org/10.1016/S1364-6826(02)00030-5
  36. Wei, Y., Zhao, B., Guozhu, L., & Wan, W. (2015). Electric field penetration into Earth’s ionosphere: A brief review for 2000–2013. Scientific Bulletin, 60(8), 748–761. https://doi.org/10.1007/s11434-015-0749-4