Магнитная, ионосферная и атмосферная бури большой интенсивности в сентябре 1998 года: сравнение результатов измерений и моделирования

Рубрика: 
Космическая и атмосферная физика
Григоренко, ЕИ, Дзюбанов, ДА, Лысенко, ВН, Таран, ВИ, Черногор, ЛФ
Косм. наука технол. 2003, 9 ;(4):049-066
https://doi.org/10.15407/knit2003.04.049
Мова публікації: Русский
Анотація: 
Наблюдения с помощью радара некогерентного рассеяния в Харькове одной из сильнейших магнитных бурь 25 сентября 1998 г. показали значительные изменения поведения среднеширотной ионосферы, которая относится к внутренней области плазмосферы (геомагнитная широта радара 45.7 °, L = 1.9). Рассматриваются некоторые особенности ярко выраженной негативной ионосферной бури. К ним относятся: значительные уменьшения электронной концентрации, увеличение высоты максимума слоя F2, увеличение температуры заряженных и нейтральных компонентов атмосферы. Они объясняются в терминах термосферных возмущений, джоулива нагрева, проникновение магнитосферных электрических полей в средние широты, а также другими эффектами. Сравниваются результаты измерений и моделирования атмосферных и ионосферных процессов во время возмущения.
Ключові слова: атмосферные бури, ионосферные бури, магнитные бури, моделирование
Полный текст (PDF)
References: 
1.  Афраймович Э. Л., Косогоров Е. А., Леонович Л. А., Пирог О. М. Глобальная картина крупномасштабных ионосфер­ных возмущений во время магнитной бури 25 сентября 1998 г. // Геомагнетизм и аэрономия.—2002.—42, № 4.— С. 491—498.
2.  Брюнелли Б. Е., Намгаладзе А. А. Физика ионосферы. — М.: Наука, 1987.—528 с.
3.  Бэнкс П. М. Тепловая структура ионосферы // ТИИЭР.— 1969.—57, № 3.—С. 6—30.
4.  Бэнкс П. М. Источники энергии в высокоширотной верхней атмосфере // Полярная верхняя атмосфера. — М.: Мир, 1983.—С. 121 — 133.
5.  Григоренко Е. И., Емельянов Л. Я., Таран В. И., Черногор Л. Ф. Результаты наблюдений процессов в ионосфере, сопутствующих геомагнитной буре 25 сентября 1998 года при помощи радара некогерентного рассеяния в Харькове // Тр. XX Всерос. конф. по распространению радиоволн. — Нижний Новгород: Талам, 2002.—С. 56—57.
6.  Иванов-Холодный Г. С, Михайлов А. В. Прогнозирование состояния ионосферы (детерминированный подход). — Л.: Гидрометеоиздат, 1980.—190 с.
7.  Индюков А. Е., Климов Н. Н., Васильев Г. В., Флигель М. Д. О положении главного ионосферного провала по данным внешнего зондирования // Исслед. по геомагнетизму, аэрон, и физ. Солнца.—1985.—Вып. 71.—С. 58—61.
8.  Таран В. И. Исследование ионосферы в естественном и искусственно возмущенном состояниях методом некогерен­тного рассеяния // Геомагнетизм и аэрономия.—2001.—41, № 5.—С. 659—666.
9.  Таран В. И., Григоренко Е. И. Ионосферно-протоносферные процессы во время естественных возмущений по дан­ным Харьковского радара некогерентного рассеяния // Сб. тр. Первой украинской конференции по перспективным космическим исследованиям. — Киев: АДЕФ-Украина, 2001.—С.119—124.
10.  Таран В. И., Григоренко Е. И., Лысенко В. Н., Пуляев В. А. Ионосферные эффекты магнитных бурь по наблюдениям на радаре некогерентного рассеяния в Харькове // Инфор­мационные технологии: наука, техника, технология, обра­зование, здоровье: Сб. тр. ХГПУ.—1999.—Вып. 7, ч. 3.— С. 381—383.
11.  Таран В. И., Лысенко В. Н., Григоренко Е. И. Особенности процессов переноса плазмы и ионосферно-протоносферного взаимодействия во время магнитных бурь // Вестник нац. технич. ун-та «Харьковский политехнический институт»: Сб. науч. тр.—2001.—Вып. 4.—С. 261—264.
12.  Физика космоса: Маленькая энциклопедия. — М.: Сов. энциклопедия, 1986.—783 с.
13.  Черногор Л. Ф. Энергетика процессов на Земле, в атмосфе­ре и околоземном космосе в свете проекта «Попередження» // Космічна наука і технологія.—1999.—5, № 1.—С. 38—47.
14.  Черногор Л. Ф. Физика Земли, атмосферы и геокосмоса в свете системной парадигмы // Радиофизика и радиоастро­номия.—2003.—8, № 1.—С. 59—68.
15.  Bilitza D. International reference ionosphere-status 1995/1996 // Adv. Space Res.—1997.—20(9).—P. 1751 — 1754.
16.  Buonsanto M. J. Millstone Hill incoherent scatter F region observations during the disturbances of June 1991 // J. Geophys. Res.—1995.—100, N A4.—P. 5743—5755.
17.  Buonsanto M. J. Ionospheric storms - A review // Space Sci. Rev.—1999.—88.—P. 563—501.
18.  Buonsanto M. J., Gonzalez S. A., Pi X., et al. Radar chain study of the May, 1995 storm // J. Atmos. Solar-Terr. Phys.—1999.—61.—P. 233—248.
19.  Buonsanto M. J., Pohlman L. M. Climatology of neutral exospheric temperature above Millstone Hill // J. Geophys. Res.—1998.—103, N A10.—P. 23.381—23.392.
20.  Chernogor L. F., Grigorenko Ye. I., Taran V. I., Tyrnov O. F. Dynamic processes in the near-Earth plasma during the Sep­tember 25, 1998 magnetic storm from Kharkiv incoherent scatter radar data // Programme Poster Presentations International Union of Radio Science XXVIl' General Assembly. — Maastricht the Netherlands, 2002.—P. 2280.
21.  Foster J. C, Rich F. J. Prompt mid-latitude electric field effects during severe geomagnetic storms // J. Geophys. Res.— 1998.—103.—P. 26.367—26.372.
22.  Gonzales W. D., Jozelyn J. A., Kamide Y., et al. What is a geomagnetic storm? // J. Geophys. Res.—1994.—99, N A4.— P. 5771—5792.
23.  Hedin A. E. MSIS-86 thermospheric model // J. Geophys. Res.—1987.—92, N 5.—P. 4649—4662.
24.  McFarland M., Albritton D. L., Fehsenfeld F. C, et al. Flow-drift technique for ion mobility and ion-molecule reaction rate constant measurements. II. Positive ion reactions of N+, 0+ and Nj with 02 and 0+ with N2 from thermal to 2 eV // J. Chem. Phys.—1973.—59, N 12.—P. 6620—6628.
25.  Mikhailov A. V., Foster J. С Daytime thermosphere above Millstone Hill during severe geomagnetic storms III. Geophys. Res.—1997.—102.—P. 17.275—17.282.
26.  Mikhailov A. V., Furster M. Some F2-layer effects during the January 06-11, 1997 CEDAR storm period as observed with the Millstone Hill incoherent scatter facility // J. Atmos. Solar-Terr. Phys.—1999.—61.—P. 249—261.
27.  Pavlov A. V., Buonsanto M. J. Using steady-state vibrational temperatures to model effects of N2 on calculations of electron densities // J. Geophys. Res.—1996.—101.—P. 26.941 — 26.945.
28.  Pavlov A. V. The role of vibrationally excited oxygen and nitrogen in the ionosphere during the undisturbed and geomag­netic storm period of 6—12 April 1990 // Ann. Geophys.— 1998.—16.—P. 589—601.
29.  Pavlov A. V., Buonsanto M. J., Schlesier A. C, et al. Comparison of models and data at Millstone Hill during the 5-11 June 1991 storm // J. Atmos. Solar-Terr. Phys.—1999.— 61.—P. 263—279.
30.  Prulss G. W. Storm-induced changes in the thermospheric composition at middle latitudes // Planet. Space Sci.—1987.— 35.—P. 807—811.
31.  Prulss G. W., Craven J. D. Perturbations of the FUV dayglow and ionospheric storm effects // Adv. Space Res.—1998.— 22(1).—P. 129—134.
32.  Richards P. G., Fennelly J. A., Torr D. G. EUVAC: A solar EUV flux model for aeronomic calculations  // J.  Geophys. Res.—1994.—99.—P. 8981—8992.
33.  Richards P. G., Torr D. G. Ratios of photoelectron to EUV ionization rates for aeronomic studies // J. Geophys. Res.— 1988.—93.—P. 4060—4066.
34.  Richards P. G., Torr D. G., Buonsanto M. J., et al. Ionospheric effects of the March 1990 magnetic storm: Comparison of theory and measurement // J. Geophys. Res.—1994.—99, N A12.— P. 23.359—23.365.
35.  Salah J. E., Evans J. V. Measurements of thermospheric temperature by incoherent scatter radar // Space Res.— 1973.—13.—P. 267—286.
36.  Salah J. E., Evans J. V., Alcayde D., et al. Comparison of exospheric temperatures at Millstone Hill and St-Santin // Ann. Geophys.—1976.—32, N 3.—P. 257—266.
37.  Schlesier A. C, Buonsanto M. J. The Millstone Hill ionospheric model and its application to the May 26-27, 1990 ionospheric storm // J. Geophys. Res.—1999.—104, N A10.—P. 22.453— 22.468.
38.  Shunk R. W., Nagy A. F. Electron temperature in the F region of the ionosphere: theory and observations // Rev. Geophys. and Space Phys.—1978.—16, N 3.—P. 355—399.
39.  Taran V. I., Grigorenko Ye. I., Kiyashko G. A. The F region ionosphere response on the severe magnetic storm on September 25, 1998 // Space Plasma physics: Космічна наука і технологія. Додаток до журналу.—2001 .—7, N 2.—Р. 42—46.
40.  Torr М. R., Torr D. G., Richards P. G., et al. Mid- and low-latitude model of thermospheric emissions, 1. 0+( P) 7320 Ё and N2 (2P)  3371 Ё // J. Geophys. Res.—1990.— 95.—P. 21.147—21.168.

41. Tsurutani В. Т., Gonzales W. D., Kamide Y., et al. Magnetic Storms.   Geophysical  Monograph  98.   —  Washington,   D.G., American Geophysical Union, 1997.—348 p.