Вестник МГТУ. 2018, том 21, № 1.

Терещенко Е. Д. и др. Изменение высокоширотной ионосферы… 174 изменения полного электронного содержания с периодами, близкими к периодам нагрева [3]. Таким образом, можно предположить, что зафиксированные вариации связаны с периодическим нагревом ионосферы комплексом EISCAT/Heating. Из рис. 3, б видно, что нагрев ионосферы вызвал изменение ее структуры. На юго-западном краю после начала нагрева в 16:20 UT полное электронное содержание повышается в течение 2,5 мин, затем оно резко уменьшается на 1 TECU (1 TECU = 10 16 эл/м 2 ), достигая минимального значения к 16:27 UT. После этого TEC снова увеличивается на 0,7 TECU и достигает к 16:40 UT максимума на северо-восточном краю зоны нагрева. Далее к 16:42 UT полное электронное содержание уменьшается на 0,1 TECU. В это время линия зрения на спутник выходит из области нагрева. Полное электронное содержание начинает увеличиваться, и в 16:47 UT фиксируется второй максимум. Нагрев ионосферы в это время продолжается. После этого полное электронное содержание начинает резко уменьшаться, хотя нагрев продолжается еще 3 минуты. Вероятно, этот эффект вызван тем, что линия зрения на спутник вышла из зоны, где проявляется воздействие нагревной волны. Из рисунка видно, что основными особенностями изменений полного электронного содержания являются его уменьшение в центральной зоне диаграммы направленности антенны нагревного комплекса, т. е. в направлении магнитного зенита, и появление его повышенных значений на краях зоны нагрева. При этом наблюдается асимметрия профиля TEC – его минимальное значение сдвинуто относительно центра диаграммы направленности антенны в юго-западную сторону. В работе [3] также показано, что при прохождении спутниковых навигационных сигналов через область нагрева во время экспериментов по модификации ионосферы среднеширотным нагревным стендом "Сура" в 2009–2011 гг. нагревный эффект распределен по области нагрева неодинаково, при этом имеется анизотропия в распределении электронной концентрации в плоскости, перпендикулярной геомагнитному полю. При проведении эксперимента состояние ионосферы контролировалось радаром некогерентного рассеяния. Луч радара следовал за спутником и раз в минуту проводил измерение электронной концентрации и температуры вдоль луча зрения на спутник. На рис. 4, а показано изменение профиля электронной концентрации e ( h ), на рис. 4, б – электронной температуры T e ( h ), полученные радаром НР при сканировании ионосферы в направлении на спутник во время его пролета над областью нагрева ионосферы. Профили строились по высотам вдоль линии зрения на спутник. Это позволяет объяснить поведение температуры при перемещении луча зрения на спутник через область разогрева. В 16:19 UT температура показывает фоновое распределение по высоте в пределах от 1 100 до 1500 K. В 16:20 UT начался нагрев ионосферы. Диаграмма направленности антенны нагревного стенда была направлена в магнитный зенит. Луч зрения "приемник – спутник" находился юго-западнее диаграммы направленности антенны. Тем не менее он пересекал диаграмму направленности нагревной антенны в ее нижней части. На профиле температуры 16:20 UT (рис. 4, б ) видно повышение температуры в нижней части профиля, что говорит о повышении электронной температуры в области нагрева. По мере приближения спутника к центру области нагрева до 16:23 UT включительно профили температуры показывают постепенное повышение температуры на высотах 210–250 км (до 3 000–3 300 K) и при этом увеличение высоты области нагрева, что можно объяснить увеличением области пересечения луча зрения на спутник диаграммы направленности нагревной антенны по мере перемещения спутника по орбите. При этом на высотах выше 300 км температура оставалась фоновой. В 16:24 UT на высотах выше 300 км температура увеличилась скачком до 2 000–2500 K и оставалась на этих высотах и в этих температурных пределах до 16:33 UT включительно. На высотах 210–250 км температура была максимальной и равна 3 000–3300 K с 16:24 до 16:26 UT, а затем уменьшилась в 16:27 UT до 2500–2700 K. При этом максимум температуры поднялся на высоты 250–270 км. В 16:29 UT температура резко возросла до 3 700–4000 K на высотах 245–260 км. В 16:34 UT температура скачком вернулась к фоновым значениям на высотах до 340 км, а в 16:35 UT – выше 340 км. Как видим, в области диаграммы направленности нагревной антенны электронная температура увеличивается относительно фоновой температуры (1 100–1500 K) до 3000–3 300 K на высотах 210–250 км (ниже области отражения радиоволны). При приближении к магнитному зениту температура уменьшается до 2 500–2 700 K, но при этом происходит увеличение высоты максимума температуры до 250–270 км. В узкой области около магнитного зенита происходит резкое увеличение электронной температуры до 3700–4000 K (в 2,5–3 раза относительно фоновой), при этом высота максимума области нагрева уменьшается приблизительно на 10 км. При прохождении линии зрения на спутник на северо-восток от магнитного зенита наблюдается резкий спад температуры до фонового уровня. Последующие температурные профили вдоль пролета спутника также имеют фоновый характер. Эффект повышения температуры в зоне нагрева наблюдался ранее при нагреве ионосферы вдоль магнитного зенита коротковолновым излучением О-поляризации нагревной установки [9]. Зафиксировано значительное увеличение электронной температуры в области нагрева, при этом отмечено, что максимальное увеличение электронной температуры наблюдалось в области 6–8°, центрированной относительно направления магнитного поля. В нашем эксперименте подтверждаются эти выводы. Мы также получили эффект увеличение температуры в зоне диаграммы направленности нагревной антенны и еще более значительное и резкое увеличение температуры в центре нагрева (до 3–4° от магнитного зенита). Однако нами отмечается особенность распределения температуры в области нагрева, связанная