Вестник МГТУ. 2016, №1.2.

Вестник МГТУ, том 19, № 1/2, 2016 г. стр. 240–248 245 протонов. Перед солнечной вспышкой, произошедшей 5 марта, наблюдалась спокойная геомагнитная обстановка. Об этом свидетельствуют Kp - и Dst -индексы, а также риометрическое поглощение. В течение первых двух дней после этой вспышки геомагнитные индексы не изменялись, следовательно, наблюдаемое понижение групповой скорости было вызвано влиянием солнечных протонов на ионосферу. После вспышки 7 марта 2012 г. возникли возмущенные геомагнитные условия, которые обнаруживались и в геомагнитных индексах, и в риометрическом поглощении. Поведение групповой скорости распространения в это время, а именно: во время смены режима изменения скоростей, по-видимому, определялось не только протонами, но и геомагнитной обстановкой. Проведенный анализ групповой скорости распространения атмосфериков на трассе "Ловозеро – Баренцбург" показал, что регистрируемые изменения скорости отражают изменения локального состояния нижней ионосферы как в спокойное, так и в возмущенное время. Оценка дневного профиля проводимости по результатам измерения скорости Как следует из модели (2), скорость распространения электромагнитного сигнала в волноводе Земля – ионосфера в основном определяется профилем проводимости нижней ионосферы. Представляет интерес решение обратной задачи, а именно: восстановление профиля проводимости по данным значений групповой скорости распространения, полученных в ходе нашего эксперимента. Если принять представление профиля проводимости в виде σ( h ) = ε 0 ωexp(( h – h 1 )/ξ), а ξ задано, связь между параметром h 1 и измеренной скоростью υ gr устанавливается уравнением (6). Так как в нашем случае усредненная по используемой полосе частот групповая скорость совпадает с групповой скоростью, вычисленной на центральной частоте f 0 = 130 Гц, запишем (6) следующим образом: ( ) 1 1 2 1 2 1 2 2 = 2 gr h h h c h h h h υ ⋅ − ξ + , (7) где 2 2 0 2 2 0 ln ; 4 c h h = + ξ ω ξ ( ) 0 0 0 h σ = ε ω . (8) Мы оценили дневные профили проводимости нижней ионосферы для спокойных и возмущенных дней рассмотренного выше случая. Для определения параметра h 1 уравнения (7) и (8) решались численно. Для описания дневной ионосферы были взяты измеренные значения групповых скоростей распространения атмосфериков во время локального полудня на середине трассы "Ловозеро – Баренцбург" (рис. 3). При этом из рассмотрения был исключен период с 7 по 11 марта 2012 г., поскольку состояние ионосферы в это время явно не описывается простой сферически-слоистой одноэкспоненциальной моделью, что проявилось в изменении суточного хода скорости на обратный. Поскольку нам не известно значение параметра ξ, мы воспользовались тем, что его значения лежат в интервале от 2 до 5 км [12]. Перебирая значения ξ с шагом 0.01 км и сравнивая полученные методом частичных отражений и измеренные в ракетных экспериментах профили проводимости нижней ионосферы [9], [13–16] с теми, что получаются при использовании выражений (7) и (8), мы выбрали то значение ξ, при котором совпадение профилей было наилучшим. На рис. 4 приведены профили проводимости, оцененные из значений скоростей распространения электромагнитных возмущений на трассе "Ловозеро – Баренцбург" в марте 2012 г. и профили проводимости, полученные методом частичных отражений и измеренные в ракетных экспериментах. В табл. 2 приведены рассчитанные по данным групповых скоростей в марте 2012 г. параметры одноэкспоненциального профиля ионосферы. Таблица 2 Параметры одноэкспоненциального профиля ионосферы, рассчитанные по данным групповых скоростей в марте 2012 г. День месяца, март 2012 г. υ gr , Мм/с h 1 , км h 2 , км ξ, км 2 251 47.48 80.05 4.35 3 249 49.02 80.47 4.15 4 250 48.25 80.26 4.25 5 232 30.49 65.74 4.85 6 236 32.89 66.55 4.55 12 246 44.93 78.85 4.6 13 246 44.93 78.85 4.6