Вестник МГТУ. 2016, №1.2.

Лебедь О. М. и др. Влияние вспышек на Солнце в марте 2012 г. на профили… 240 УДК 551.508.86+537.877 О. М. Лебедь, Ю. В. Федоренко, А. В. Ларченко Влияние вспышек на Солнце в марте 2012 г. на профили проводимости высокоширотной нижней ионосферы O. M. Lebed, Yu. V. Fedorenko, A. V. Larchenko Influence of the solar flares in March 2012 on the conductivity profile of the high-latitude lower ionosphere Аннотация. На распространение электромагнитных сигналов в волноводе Земля – ионосфера оказывает влияние состояние D-слоя ионосферы. Известно, что имеет место связь скорости распространения атмосфериков – электромагнитных импульсов, порождаемых молниевыми разрядами, с профилем проводимости нижней ионосферы. В работе рассмотрено влияние серии вспышек на Солнце в марте 2012 г. на скорость распространения атмосфериков и, соответственно, на состояние высокоширотной нижней ионосферы, а также продемонстрирована возможность оценки дневных профилей проводимости по результатам измерений групповых скоростей распространения атмосфериков вдоль высокоширотной трассы в спокойных и в возмущенных условиях. Abstract. The ionospheric D-layer affects the electromagnetic waves propagated in the Earth – ionosphere waveguide. It is known that the propagation velocity of atmospherics – electromagnetic pulses from lightning discharge depends on the conductivity profile of the lower ionosphere. In this paper the authors have considered the influence of solar flares in March 2012 on the propagation velocity of atmospherics and thus the state of the high-latitude lower ionosphere. The possibility to estimate the conductivity profiles of the daytime ionosphere under disturbed and undisturbed geomagnetic conditions using the measurements of the propagation velocity of atmospherics along the high-latitude path has been demonstrated. Ключевые слова: волновод Земля – ионосфера, D-слой, скорость распространения, атмосферик, солнечная вспышка. Key words: Earth – ionosphere waveguide, D-layer, propagation velocity, atmospheric, solar flare. Введение В волноводе Земля – ионосфера распространяются электромагнитные сигналы КНЧ–СНЧ диапазонов различной природы. Среди них присутствуют как естественные сигналы, представленные атмосфериками – электромагнитными импульсами от молниевых разрядов, так и исскуственные, генерируемые при организации связи на низких частотах или при электромагнитном зондировании земной коры. На распространение таких сигналов влияет состояние верхней и нижней границ волновода. Нижняя граница волновода Земля – ионосфера представляется земной поверхностью, проводимость которой в простых моделях распространения считается практически бесконечной. Верхняя стенка – ионосфера на высотах D-слоя (60–90 км). По сравнению с земной поверхностью проводимость верхней границы волновода Земля – ионосфера – нижней ионосферы – конечна и претерпевает постоянные изменения. Вариации состояния нижней ионосферы в значительной мере контролируются Солнцем [1]. Так, возникновение D-слоя ионосферы на освещенной Солнцем стороне Земли вызвано в основном ионизирующим влиянием линии L α солнечного спектра (121.5 нм) на эту область. Кроме того, значительное влияние на состояние нижней ионосферы оказывают вспышки на Солнце, вторжение авроральных протонов и космические лучи. Еще одной особенностью D-слоя ионосферы является его зависимость от метеорологических условий в средней атмосфере – стратосфере и мезосфере [2]. Суточные вариации проводимости нижней ионосферы, вызванные освещенностью Земли Солнцем, многосторонне изучены еще в прошлом веке. Также были изучены основные закономерности поведения D-слоя ионосферы во время солнечных вспышек. Несмотря на это, каждая солнечная вспышка является уникальной и обладает своим набором черт, оказывающих влияние на распространение электромагнитных волн в волноводе Земля – ионосфера. Сюда относятся, например, величины потоков рентгеновских лучей и протонов, время, в которое произошла вспышка, взаимное расположение Земли и Солнца в момент вспышки, положение вспышки на Солнце и т. д. Все это говорит о сложности полного теоретического описания процессов, происходящих в ионосфере во время вспышки, что выводит на первый план необходимость в экспериментальных исследованиях. В большинстве случаев экспериментальное изучение D-слоя ионосферы сводится к измерению в нем профилей концентрации электронов. Проведение таких измерений на высотах порядка 50–90 км сопряжено с определенными трудностями. Так, ионозонды и радары некогерентного рассеяния малоэффективны в силу низкой электронной плотности (<10 3 см –3 ) на этих высотах. Кроме того, D-слой располагается слишком низко по высоте для обычных спутников и слишком высоко для аэростатов [3]. Большинство известных