Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Представлены результаты анализа годовых изменений дневной электронной концентрации N на высотах 140–200 км для последнего минимума солнечного цикла (2007–2009 гг.) по измерениям Иркутского дигизонда (52 °N, 104 °E). Для выделения закономерностей этих изменений определены новые коэффициенты известной авторской полуэмпирической модели (ПЭМ), описывающей связь N c характеристиками термосферы. Получено, что характерной особенностью годовых вариаций N в период минимума солнечного цикла является изменение их фазы на 180° в относительно узком интервале высот (170–180 км). Эти результаты, включая новые коэффициенты ПЭМ, являются оригинальными и представляют интерес для физики атмосферы и ионосферы.
полуэмпирическая модель электронной концентрации, годовые вариации, высоты слоя F1
ВВЕДЕНИЕ
Параметры профиля электронной концентрации N(h) на высотах ионосферного слоя F1 (120–200 км) жестко связаны с состоянием нейтрального газа термосферы [Щепкин, Климов, 1980], поэтому величины N в этом высотном интервале должны контролироваться не только зенитным углом Солнца, но и концентрациями основных газовых частиц и их температурами. На этих высотах происходит быстрое изменение аэрономических характеристик: отмечаются большие градиенты температуры нейтрального газа и быстрые изменения температур электронов и ионов. Особенности этой области высот проявляются в образовании слоя F1, своеобразном изменении формы N(h)-профиля во времени, а также зависимости от уровня солнечной активности и магнитной возмущенности. Удобно рассмотреть такого рода вариации N, используя расчеты с помощью разработанной авторами полуэмпирической модели (ПЭМ) [Щепкин и др., 1997], описывающей электронную концентрацию в зависимости от состояния термосферы, при этом легко выделить вариации, связанные с временем года и суток, в условиях разной солнечной и магнитной активности.
Цель настоящей работы — анализ вариаций электронной концентрации N в годовом цикле на высотах ионосферного слоя F1 (140–200 км) в минимуме солнечной активности 2007–2009 гг. Рассматривались отклонения рассчитанных значений N от экспериментальных в разные месяцы этих лет и обсуждались возможные причины, их вызывающие. Отметим, что полученные результаты расчетов справедливы в рамках использованной в работе модели нейтральной атмосферы NRLMSISE-00 [Picone et al., 2002].
1. Щепкин Л.А., Климов Н.Н. Термосфера Земли. М.: Наука, 1980. 220 с.
2. Щепкин Л.А., Кушнаренко Г.П., Фрейзон И.А., Кузнецова Г.М. Связь электронной концентрации в средней ионосфере с состоянием термосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1997. Т. 37, № 5. С. 106–113.
3. Щепкин Л.А., Кушнаренко Г.П., Кузнецова Г.М. Годовые вариации электронной концентрации в области F1 ионосферы // Солнечно-земная физика. 2005. Вып. 7. С. 62–65.
4. Щепкин Л.А., Кузнецова. Г. М., Кушнаренко Г.П., Ратовский К.Г. Интерпретация измерений электронной концентрации с помощью полуэмпирической модели // Солнечно-земная физика. 2007. Вып. 10. С. 89–92.
5. Щепкин Л.А., Кузнецова. Г.М., Кушнаренко Г.П., Ратовский К.Г. Аппроксимация данных по измерениям электронной концентрации в средней ионосфере при низкой солнечной активности // Солнечно-земная физика. 2008. Вып. 11. С. 66–69.
6. Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P., Aikin A.C. NRLMSISE-00 Empirical model of the atmosphere; statistical comparisons and scientific issues // J. Geophys. Res. 2002. V. 107, N A12. P. 1469. DOI: 10.1029/2002JA009430.
7. Tobiska W.K., Eparvier F.G. EUV97: Improvements to EUV irradiance modeling in the soft X-rays and EUV // Solar Phys. 1998. V. 147, N 1. P. 147–159.
8. http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp
