Гелиогеофизические исследования в Арктике: сборник трудов всероссийской конференции, Мурманск, 19-23 сент. 2016г. Апатиты, 2016.

Результаты наземных наблюдений имоделирования поля ионосферного ОНЧ источника Рисунок 2. Слева - измеренные фазы компоненты Ег на частоте 1017 Гц в «Ловозеро» и «Верхнетуломский», справа - фазовая скорость на трассе Верхнетуломский-Ловозеро. Моделирование эксперимента Для моделирования эксперимента по нагреву ионосферы мощным КВ излучением, мы использовали полно­ волновой метод («full-wave method»), подробно описанный в работе [2]. Он позволяет вести расчет электромагнитного поля в плоскослоистой среде, которая представляет собой горизонтально стратифицированную намагниченную плазму с произвольным направлением магнитного поля и произвольной зависимостью электронной концентрации от высоты. Этот метод стабилен против неустойчивости, вызываемой затухающими волнами, и эффективно использует вычислительные ресурсы. Данный метод был реализован в вычислительной среде Octave. Для ускорения вычислений основные матричные операции были реализованы на языке C++ с использованием API C++ Octave. Распараллеливание велось при помощи пакета ОрепМР. Входные параметры модели задавались следующим образом. Профили электронной концентрации Ne в точке, соответствующей расположению станции «Ловозеро», были рассчитаны с использованием эмпирической модели IRI-2012 для времен эксперимента. Полученный набор профилей отражал изменение свойств ионосферы за это время. Высотный профиль частоты столкновений электронов ѵе рассчитывался с помощью данных эмпирической модели NRLMSISE-00. Значение индукции магнитного поля вблизи поверхности Земли бралось по модели IGRF и составило для обе. Ловозеро 53 мкТл. Источник был представлен педерсоновским и холловским горизонтальными токами, текущими вдоль и поперек магнитного поля на высоте 80 км над земной поверхностью. Считается, что примерно на этой высоте располагается ионосферный ОНЧ источник, возникающий во время экспериментов по нагреву. Диаметр источника составлял 30 км. Результаты моделирования С помощью полно-волнового метода мы провели моделирование эксперимента по распространению электромагнитных волн от ионосферного ОНЧ источника. Рассчитав компоненты электромагнитного поля на расстояниях, соответствующих трассам EISCAT-Верхнетуломский и EISCАТ-Ловозеро, мы оценили фазовую скорость, соответствующую фазовой скорости, измеренной экспериментально на трассе Верхнетуломский-Ловозеро. На частоте 1017 Гц на больших расстояниях от источника на распространение электромагнитного поля влияет только состояние волновода Земля-ионосфера. Ни высота, на которой расположен источник, ни его размеры (вплоть до диаметра в 130 км) не оказывают существенного влияния на фазовую скорость. При этом значения скорости, рассчитанные с помощью полно-волнового метода, оказались значительно выше измеренных экспериментально. Они варьируются от 279 до 282 тыс. км/с. Наиболее вероятной причиной этого может являться несоответствие профилей Ne, взятых с помощью модели IRI-2012, наблюдаемым в реальности во время эксперимента. Для объяснения наблюдаемых вариаций фазовой скорости на трассе Верхнетуломский-Ловозеро мы попытались подобрать соответствующие профили электронной концентрации, при которых возможно получение фазовых скоростей, близких к измеренным в эксперименте. Для этого мы смещали профиль и оценивали для него фазовую скорость. На рис. 3 приведен результат такого подбора, пунктирными линиями показан исходный профиль Ne, взятый с помощью модели IRI-2012 для 15:00 UT. Показанные в нижней части рисунка профили электронной концентрации позволяют получить фазовые скорости, соответствующие экспериментальным. Как видно из рисунка, значения фазовой скорости, полученные в 36