Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.2/2023(2))

Введение Высыпания в атмосферу являются одним из основных механизмов потерь релятивистских электронов (E ~ 1 МэВ) внешнего радиационного пояса. Выделяют импульсные микровсплески высыпающихся релятивистских электронов (ВРЭ) продолжительностью менее 1 сек. Данный тип высыпаний наблюдается в ночные часы, на L = 4 -6 , механизм высыпаний связывают с ОНЧ-хорами (Lorentzen et al., 2001). Высыпания релятивистских электронов могут длиться от нескольких минут до нескольких часов. Данный тип высыпаний наблюдается в дневном и вечернем секторе. Рассеяние по питч-углам и высыпания релятивистских электронов в атмосферу могут быть связаны с их взаимодействием с электронно-циклотронными волнами (Horne, Thorne, 2000), электромагнитными ионно-циклотронными волнами (EMIC, P e l -пульсации) (Summers, Thorne, 2003), вистлерами (Horne, Thorne, 2003) или с комбинацией этих волн. Считается, что пульсирующие полярные сияния вызваны высыпанием в атмосферу Земли электронов релятивистких (субрелятивистких) энергий на восстановительной фазе геомагнитного возмущения (Miyoshi et al., 2015; Miyoshi et al., 2021). Высыпающиеся релятивистские электроны могут оказывать влияние на распространение ОНЧ-радиосигналов, распространяющихся в высокоширотном участке волновода Земля - ионосфера. В связи с этим исследование влияния электронных высыпаний на сигналы ОНЧ остаются актуальными. В последнее время больше внимания уделяется попыткам связать состояние ионосферы с характеристиками ОНЧ-сигналов антропогенной природы, как, например, это делается в работах (Bashkuev et al., 2018; Стародубцев и др., 2019), где используются сигналы РСДН-20 совместно со спутниковыми данными. Исследование состояния нижней ионосферы возможны и по естественным сигналам от молниевых источников, однако антропогенные ОНЧ-источники такие, как системы дальней навигации и системы точного времени, более удобны для задач мониторинга ионосферы вследствие стабильной мощности излучателя. В сигналах системы РСДН-20 отсутствует как амплитудная, так и частотная модуляция (Jacobsen, 2023), что делает их одними из наиболее удобных для исследований влияния различных гелиогеофизических факторов на состояние волновода в области высоких широт. Это открывает возможность прямого сравнения амплитуд и фаз сигналов в спокойных и возмущенных условиях. Использование исключительно данных наземных измерений требует накопления результатов для многих десятков случаев и даже в этом случае не гарантирует возможность выявить закономерности из-за присутствия в данных помех различной природы. Метод численного моделирования лишен этих недостатков и позволяет делать выводы даже по одному событию, однако крайне трудоемок в части построения адекватной численной модели. Также вычислительный эксперимент крайне требователен к заданию условий среды, граничных условий и источника. Ошибка при решенни любой из этих задач ведет к получению неправильного результата. Поэтому при использовании численных методов верификация адекватности полученных результатов посредством сравнения с данными неземной регистрации в обсерваториях является хорошим способом уменьшения вероятности получения неправильных результатов. В данной работе на основе экспериментальных данных радара EISCAT и численной модели распространения радиоволн, разработанной в ПГИ, (Мингалев и др., 2018) исследовано влияние потоков высыпающихся субрелятивистских (релятивистских) электронов на работу системы РСДН-20, работающей на частотах 11,905, 12,649 и 14,881 кГц, во время события 28 марта 2017 г. Проведено сравнение результатов, полученных в вычислительных экспериментах, с результатами наблюдений в обсерваториях ПГИ «Ловозеро» и «Баренцбург». Сделаны оценки затухания сигнала и изменения фазы в пересчете на 1 км высокоширотной радиотрассы в предположении отсутствия значительных горизонтальных неоднородностей на пути распространения сигнала. М етоды Исследования проводились с помощью численной модели распространения электромагнитных волн, разработанной в Полярном геофизическом институте (ПГИ) (Мингалев и др., 2018). Профили электронной концентрации для событий были получены с использованием данных радара некогерентного рассеяния VHF EISCAT, расположенного вблизи г. Тромсё, Норвегия (69°35'11"N 19° 13'38"E) (EISCAT Scientific Association — https://eiscat.se/about/sites/eiscat-tromso-site/) . Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2023. Т. 2, № 2. С. 25-37. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2023. Vol. 2, No. 2. P. 25-37. © Ахметов О. И., Белаховский В. Б., Мингалев О. В., Мингалев И. В., Ларченко А. В., Суворова З. В., 2023 26