Physics of auroral phenomena : proceedings of the 40th annual seminar, Apatity, 13-17 March, 2017 / [ed. board: N. V. Semenova, A. G. Yahnin]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2017. - 143 с. : ил., табл.

Риометрический метод определения жёсткости геомагнитного обрезания с использованием эмпирической модели ППШ Увеличение ЖГО — Увеличение минимальной энергии ограничения спектра — Уменьшение количества протонов малых энергий — Уменьшение скорости ионизациии и электронной концентрации в верхней части слоя Д — Понижение общего поглощения — Эффект ПВ. Возможны два варианта риометрического метода: с использованием численной ([1]) или эмпирической модели ППШ. 3. Эмпирическая модель ППШ и её применение для определения ЖГО Базовым уравнением эмпирической модели ППШ является эмпирическая формула расчёта поглощения исходя из интенсивности ПП в одном диапазоне энергий [2, 3], которая называется пороговой энергией (Е„): А = ш * (F(>E„))" (1) где А - расчётная величина поглощения ППШ (дБ); Е„ - пороговая энергия ПП (МэВ); F - интенсивность ПП с пороговой энергией Е„ (част/см2 *с*ср); m - коэффициент связи (дБ/(см2*с*ср); п - показатель степени. По последним данным [3] наиболее оптимальные значения параметров уравнения (1) для вычисления поглощения в центре полярной шапки при полностью освещённой ионосфере являются: (Еп)ц= 5.2 МэВ, т ц= 0.115, п = 0.5 (2) При выполнении расчётов ЖГО используется два эмпирических уравнения для расчёта поглощения в пункте в центральной области полярной шапки и в авроральной зоне: (Ац)р = т ц * (F (>Еп)ц)п (3) (Аа)р= ша(шц, К») * (F (>ЕП ),)” (4) Параметр (Кп>) - коэффициент понижения поглощения во время эффекта ПВ на станции авроральной зоны (Аа) относительно поглощения на станции в центральной области (А„): КПв= (Аа)э/(Ац)э (5) ИЛИ Кпв = (Аа)у (Ац)р (6) Формулы (5) и (6) используются соответственно при наличии или отсутствии станции в центральной области полярной шапки на меридиане близком к меридиану авроральной станции. Последовательность операций алгоритма определения ЖГО с использованием эмпирической модели следующая. (1) Фиксация поглощения ППШ на станции аврооральной зоны (Аа), и на станции в центре полярной шапки (Ац), и фиксация интенсивности ПП (F), в различных дискретных диапазонах энергий (в интегральном измерении) на геостационарном спутнике. (2) Получение аналитической формулы непрерывного спектра интенсивности ПП (F(E)), исходя из дискретных значений (F),. (3) Расчёт (Ац)р(в случае отсутствия станции в центральной области полярной шапки), по формуле (3) с оптимальными значениями параметров (2). (4) Расчёт Кпвпо формулам (5) или (6). (5) Расчёт m»= f(m„,Кпв); формула т а указана в разделе 3. (6) Выбор значения пороговой энергии (Е0п)а = 1 МэВ на начальном шаге итерационного цикла. (7) Определение F0(>E0„)a, исходя из формулы непрерывного спектра ПП (F(E)). (8) Вычисление (Аа)рпо формуле (4). (9) Сравнение (Аа)рс (А*)э. (10) Если (Аа)Р> (Аа),, то задаётся (Е1п)а= (Е0п)а + к*ДЕ, где АЕ = 0.1МэВ - заданный шаг итерационного цикла, к - номер повторения итерационного цикла. (11) Определение F l(>E ln)a, исходя из спектра ПП (F(E)). (12) Повторяются операции ( 8- 11 ) итерационного цикла до тех пока (Аа)р= (Аа),. В этом случае последнее значение (Екп)аявляется искомой величиной ЖГО (Е*Г0)зм, полученной с использованием эмпирической модели ППШ. 4. Расчётные данные Для апробации рассмотренной методики были проведены серии расчётов Е*™ при различных значениях параметров (условиях), используемых в методике. На рис. 2 представлены графики расчётных значений E*r0. Светлые и чёрные точки - значения (ЕЖГ0)Эм, и (E*ro)™, полученные с использованием соответственно эмпирической и численной модели ППШ. Значения (Ежго)™, являются реперными, с которыми сравниваются значения (Е*го)эм В нижней части каждого рисунка указаны величины относительного (в %) различия между (Ежго)эм И (Ежго),м: А Ежго = ((Ежго)эм - ( Ежго)чм)/ ( Ежго) ЧМ . Расчёты произведены для 3-х моментов времени: 02UT, 06UT и 10UT, которые приходятся примерно на середину фазы спада, минимума и возрастания поглощения в период эффекта ПВ. Представленная серия расчётов выполнялась при следующих характеристиках постоянных (для всех расчётов данной серии) параметров: станция - Амдерма, пороговая энергия (для станции в центре полярной шапки) - Ей = 5 МэВ, уровень ГА - низкий (Кр = 2о), характер спектра ПП- нормальный (у= 2.4). Переменным (для каждого расчёта данной серии) параметром являлся коэффициент связи эмпирической формулы (для авроральной станции) - (Ша). В представленных расчётах применялись следующие формулы (nia): Ша= т „ /Кпв; т а = m„ (1 - К™,); пи 95