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

Физико-математическое моделирование как альтернатива наблюдениям в Арктике недостаточным количеством ионосферных наблюдений в области полярной шапки (Ботова и др., 2014). На рис. 2 сопоставлены данные высокоширотного радара некогерентного рассеяния EISCAT Свальбард и п„ 1012м 3 К г,, К ISR Electron Density. Ne/10 (m~ ) EISCAT Svalbard IS Radar Electron Temperature. К EISCAT Svalbard IS Radar 6 12 15 18 21 0 3 6 9 12 15 18 21 С UT, hours Apr 16-17, 2002 3 6 9 12 15 18 21 0 3 6 9 12 15 UT. hours Apr 16-17, 2002 1750 2500 3250 Electron Density, Ne/10 (m ") EISCAT Svalbard UAM(MSISE) UAM-TM Electron Temperature. К EISCAT Svalbard UAM(MSISE) 9 12 15 18 21 0 3 6 9 12 15 18 21 0 ________i n , hours Apr 16 17.2002__________________________ 3 6 9 12 15 18 21 0 3 6 9 12 15 18 21 UT, hours Apr 16-17. 2002 ton Temperature, К EISCAT Svalbard UAM(MSISE) 0 3 6 9 12 15 18 21 0 3 6 9 12 15 18 21 0 UT. hours Apr 16-17.2002 Рисунок 2. Высотно-временные вариации электронной концентрации ( п е), электронной (Те) и ионной (7,) температур над Свальбардом 16-17 апреля 2002 года по данным радара некогерентного рассеяния (вверху, обозначены как ISR) и рассчитанные по модели UAM (внизу). результаты моделирования по трем параметрам ионосферы: электронной концентрации, ионной и электронной температур для 16 (геомагнитно спокойный день) и 17 (день начала серии геомагнитных бурь) апреля 2002 года в диапазоне высот 200-700 км. Модель UAM успешно воспроизводит уменьшение электронной концентрации и возрастание обеих температур в первые часы после начала геомагнитной бури (около 12 UT 17 апреля) ( Зубова, 2009). На рис. 3 представлены высотно-широтные профили электронной концентрации вдоль меридиана 125° по данным томографии, IRI-2001, а также результаты модельных расчетов для сильно возмущенных условий 29-30 октября 2003 г. Анализ показывает, что модель UAM, в отличие от IRI-2001, воспроизводит динамику главного ионосферного провала, в частности, положение его экваториальной стенки (Korableva et al ., 2008). Представленные примеры наглядно демонстрируют способность модели UAM детально воспроизводить глобальное распределение параметров верхней атмосферы практически во всем диапазоне долгот, широт и высот как для спокойных, так и для возмущенных условий. Помимо этого, модель успешно применялась для исследования физических механизмов локальных возмущений, например, аномалии моря Уэдделла (Князева и др., 2010), мезомасштабных возмущений глобальной электрической цепи с пространственными масштабами от нескольких сотен до 3000 км (Zolotov et al., 2012; Karpov et al., 2013). Заключение Для высокоширотной ионосферы, подверженной наиболее сильным возмущениям и определяющей глобальную космическую погоду, характерно фрагментарное покрытие средствами спутникового и наземного мониторинга. В этих условиях альтернативной наблюдениям становится менее ресурсоемкое использование физико-математических моделей околоземного пространства, таких как отечественная трехмерная модель верхней атмосферы Земли UAM. Как показано выше, эта модель успешно дополняет существующие и заменяет отсутствующие данные измерений не только в Арктическом регионе, но и в других областях, причем как глобальные, так и локальные возмущения. Для повышения эффективности использования модели в практических целях воспроизведения поведения высокоширотной ионосферы в UAM необходимо осуществить ряд изменений: 1) заменить геомагнитное поле в дипольном приближении на эмпирическое (по данным спутниковых и 12 15 18 21 0 3 6 9 12 15 18 21 UT. hours Apr 16-17, 2002 44