Смирнов, В. С. Волновые процессы в полярной ионосфере / Смирнов В. С., Остапенко А. А. ; Акад. наук СССР, Кол. науч. центр, Поляр. геофиз. ин-т. – Апатиты : [б. и.], 1988. – 114 с.

альвеновских волн во внешней ионосфере и т .д . Для каждого из этих случаев построены модели, описывающие структуру ионосферы в той или иной области. При исследовании прохождения электромагнитных излучений используются модели, описывающие в основном вертикальную структуру ионосферы. При этом часто используется приближение горизонтально-однородной ионосферы: сферически симметричной или плоскослоистой. Важнейшим фактором, определяющим выбор той или иной высокоширотной ионосферной модели, являются внешние условия - освещенность ионосферы, уровень геомагнитного возмущения, ориентации межпланетного магнитного поля и другие. В связи с этим используются модели: дневные, ночные, для спокойных условий, для авроральных возмущений типа поглощения полярной шапки. Для исследования волновых процессов используются как эмпирические, так и физические модели, полученные на основе экспериментальных и теоретических результатов соответственно. В дальнейшем будет рассматриваться в основном задача о прохождении естественных и искусственных электромагнитных излучений через высокоширотную ионосферу. При формировании характеристик такого излучения важную роль играет вертикальная структура ионосферы. Как отмечалось в § 1 . 1 , физические параметры ионосферы на разных высотах определяются различными механизмами, поэтому модели для исследования прохождения излучений обычно строятся "сшиванием" моделей для нижней, верхней и внешней ионосферы. Нижняя ионосфера. Нижняя ионосфера является наиболее труднодоступной областью для диагностики плазмы, ее невозможно изучать с помощью искусственных спутников Земли. Использование радиофизических методов для диагностики этой области ионосферы сопряжено с рядом трудностей, связанных с низкой концентрацией электронов и сильным поглощением радиоволн. Наиболее полную информацию об электронной концентрации дает метод частичных отражений. Однако при использовании этого метода отраженный зондирующий сигнал является настолько слабым, что для обеспечения уверенного приема таких сигналов необходимо применять моирше передатчики (до 100 кВт) и большие антенные системы. Поскольку такие установки сложны, в настоящее время их пока еще немного. Особая ценность этого метода заключается в том, что с его помощью можно изучать ионосферу на высотах 60-80 км, где электронная концентрация слишком низкая и не может быть измерена обычным ионозондом. Из методов радиофизической диагностики, основанных на нелинейных процессах в нижней ионосфере, следует отметить методы кросс-модуляции и комбинационных частот. Нелинейные процессы в этой области ионосферы обусловлены изменением частота столкновений электронов при нагреве ионосферной плазмы мопршм радиоизлучением. Возмущения, вызываемые в плазме мощной радиоволной, сказываются и на других волнах, распространяющихся в возмущенной области. Эго приводит к взаимодействию радиоволн. Если мощная волна промодулирована по амплитуде, то промодулированной оказывается температура электронов, а, следовательно, и другие волны, прошедшие через возмущенную область. Это явление называют кросс-модуляцией или люксембург-горьковским эффектом. Этот метод, также как и метод частичных отражений, требует применения мощных радиопередатчиков. Кроме того, результаты этого метода не всегда интерпретируются однозначно. Метод комбинационных частот будет рассмотрен в главе 4 . Важным методом радиофизической диагностики ионосферной плазмы на высотах слоя D является измерение поглощения космических шумов риометрами. Ценность этого метода диагностики связана с непрерывностью регистрации, позволяющей судить о вариациях электронной концентрации на высотах поглощающей области. 24