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

Введение Ионосфера как среда распространения радиоволн может отражать, поглощать и приводить к рассеянию радиоволн различных частотных диапазонов. Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) такие, как GPS, ГЛОНАСС, GALILEIO, BeiDou, очень важны для развития современной цивилизации. Неоднородности в распределении ионосферной плазмы снижают качество трансионосферных сигналов ГНСС. Наличие неоднородостей характерно прежде всего для высокоширотной и экваториальной ионосферы. Глобальная система позиционирования (GPS) в обычном режиме использует две частоты L-диапазона, то есть L1 = 1575,42 МГц и L2 = 1227,60 МГц. Быстрые колебания амплитуды и фазы сигнала называются ионосферными сцинтилляциями (или мерцаниями) (Basu et al., 2002). Сильные сцинтилляции даже приводят к потере сигнала. Уровень возмущенности сигнала характеризуется фазовым ( оф ) и амплитудным (54) индексами сцинтилляций. Амплитудные сцинтилляции вызываются ионосферными плазменными неоднородностями с размерами от десятков до сотен метров, а фазовые — неоднородностями с размерами от сотен метров до нескольких километров (Basu et al., 2002, K intner et al., 2007). Вариации полного электронного содержания (ПЭС) — ROT (rate o f TEC), определяемые по сигналам GPS, также характеризуют состояние ионосферы. Наиболее мощным возмущением в авроральной зоне является суббуря. Во время суббури большое количество энергии, накопленное в хвосте магнитосферы, выбрасывается в атмосферу Земли, приводя к ионизации, росту ионосферных неоднородностей, появлению ярких полярных сияний, росту ионосферных токов и т. д. (McPherron et al., 1986). Западный электроджет проходит через утренний и полуночный сектор и создает отрицательные бухты в геомагнитном поле. Восточный электроджет течет в дневном секторе и создает положительные бухты в геомагнитном поле. Установлено, что усиление GPS-сцинтилляций коррелирует с появлением дискретных авроральных форм во время суббурь (Prikryl et al., 2010). Событие SSC (внезапное начало бури) вызвано воздействием межпланетного магнитного облака, создаваемого корональным выбросом массы (CME), с магнитосферой Земли. В работах (Jin et al., 2016, Belakhovsky et al., 2017) показано, что событие SSC приводит к увеличению ПЭС в разных секторах местного времени. В работе (Jin et al., 2018) авторы обнаружили, что событие SSC во время экстремальной магнитной бури 17 марта 2015 г. даже привело к небольшому росту амплитудных сцинтилляций. В серии наших недавних работ (Belakhovsky et al., 2020; Belakhovsky et al., 2021; Белаховский и др., 2022) мы исследовали влияние возмущений полярной ионосферы на GPS-сцинтилляции по наблюдениям на арх. Шпицберген. Архипелаг Шпицберген в различные моменты может располгаться в каспе, в авроральном овале или в полярной шапке. В работе проводилось сравнение вклада высыпаний в области каспа, «патчей» полярной шапки (polar cap patches — PCPs), суббуревых высыпаний, SSC-событий в рост GPS-сцинтилляций. Было показано, что суббуревые высыпания проводят к наиболее сильным фазовым GPS-сцинтилляциям (Belakhovsky et al., 2021). На дневной стороне PCPs могут создавать более сильные фазовые сцинтилляции, чем касповые высыпания (Белаховский и др., 2022). В данной работе мы проводим аналогичный анализ для экваториальной части аврорального овала с наблюдениями в Скандинавии (станция Skibotn). Данный регион имеет большое значение для изучения космической погоды, так как является более населенным. Для аврорального овала характерен высокий уровень турбулентности ионосферной плазмы. Например, наибольшее количество сбоев при определении ПЭС в периоды геомагнитных бурь наблюдается вблизи аврорального овала. Цель данной работы — выяснить, какие типы ионосферных и геомагнитных возмущений (ночные, вечерние суббури, положительные магнитные бухты, возмущения в F -области ионосферы, события SSC) вызывают наиболее сильные сцинтилляции GPS-сигналов в области аврорального овала. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2023. Т. 2, № 2. С. 38-46. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2023. Vol. 2, No. 2. P. 38-46. © Белаховский В. Б., Джин Я., Войцех М., 2023 39