Труды КНЦ вып.38 (ГЕЛИОФИЗИКА вып. 4/2016(38))

нижней ионосферой на высотах D-слоя. В свою очередь, на ионосферу Земли влияют потоки высокоэнергичных протонов и рентгеновское излучение от вспышек на Солнце. При этом изменяется профиль электронной концентрации Ne(h) нижней ионосферы [1, 2] и вследствие этого изменяются условия распространения электромагнитных сигналов в волноводе Земля-ионосфера. В работе [3] было показано, что анализ временных вариаций групповой скорости распространения атмосфериков ugr в СНЧ-диапазоне позволяет вести мониторинг изменения состояния нижней ионосферы, а исследование поведения отношения вертикальной компоненты электрического поля к тангенциальной компоненте магнитного поля Ez/HT дает возможность диагностировать присутствие горизонтальных неоднородностей проводимости D-слоя. Данное исследование проводилось по данным обс. Ловозеро и Баренцбург. Для исследования процессов, происходящих в волноводе Земля- ионосфера во время гелиогеофизических возмущений, и для учета влияния на распространение возникающих в нижней ионосфере крупномасштабных неоднородностей необходимо привлечение численной модели. Из всего множества моделей распространения электромагнитных сигналов в волноводе Земля-ионосфера можно выделить две основные группы, учитывающие и не учитывающие влияние магнитного поля Земли. К первой группе относится полно-волновой метод («full-wave method»), описанный в работах [4, 5], а ко второй - одна из реализаций метода FDTD [6]. Учет магнитного поля в полно-волновом методе позволяет моделировать распространение электромагнитных волн в плоскослоистой намагниченной холодной плазме. Для описания неоднородностей проводимости ионосферы o(h) в этом методе, как правило, используется борновское приближение [7]. При этом существует ограничение сверху на отклонение концентрации электронов неоднородности от фоновых значений и на размер неоднородности, который должен быть, по крайней мере, меньше длины волны. В ряде работ [8-10] было показано, что влияние анизотропии верхней стенки волновода Земля-ионосфера на распространение волн СНЧ-диапазона является пренебрежимо малым. Это дает предпосылки к возможности пренебрежения влиянием магнитного поля и использования программной реализации метода FDTD, не учитывающей статического магнитного поля Земли. Неоспоримым достоинством этой модели является отсутствие ограничений, характерных для борновского приближения. Данная работа посвящена определению границ допустимости использования моделей распространения электромагнитных волн СНЧ- диапазона в волноводе Земля-ионосфера, не учитывающих статическое магнитное поле Земли, в задачах исследования состояния нижней ионосферы. Модели распространения электромагнитных возмущений в волноводе Земля-ионосфера Для моделирования влияния неоднородностей проводимости изотропной ионосферы на распространение электромагнитных сигналов мы использовали разработанную в Массачусетском технологическом институте [6] программную 66