Вестник Кольского научного центра РАН. 2012, №2.

УД К 533 .951+ 5 3 7 .8 6 8 Н А БЛЮ Д ЕНИ Е И С К У С С Т В ЕН Н О ГО РА ДИ О И ЗЛ У Ч ЕН И Я И О НО СФ Е РЫ В ВЫ С О К И Х Ш И РО ТА Х П РИ РА ЗЛИ ЧНЫ Х РЕЖ ИМ А Х РА БО ТЫ Н А Г РЕ ВН О ГО С ТЕН ДА Е.Д. Терещенко1, Р.Ю. Юрик1, Л. Бэддли2 1Полярный геофизический институт КНЦ РАН 2Факультет геофизики, Университетский центр на Свалбарде (UNIS) Аннотация Представлены результаты радиоинтерферометрических наблюдений искусственного радиоизлучения ионосферы (ИРИ) в высоких широтах. Искусственное радиоизлучение ионосферы наблюдалось во время нагревных экспериментов на нагревной установке SPEAR (Space Plasma Exploration by the Active Radar) в 2010 и 2011 годах. Результаты, полученные при различных режимах работы SPEAR, демонстрируют генерацию характерных пондеромоторных и тепловых форм спектра ИРИ, указывающих на действие в ионосфере различных нелинейных процессов, возникающих из-за ее искусственной модификации. Показано, что тепловые формы спектра ИРИ генерируются и при низких коэффициентах заполнения излучения в условиях предварительного нагрева ионосферной плазмы естественными процессами. Радиоинтерферометрические измерения углов прихода сигналов ИРИ показали, что различные формы спектров генерируются в различных пространственных областях. Отличия во времени возбуждения искусственного радиоизлучения ионосферы в высоких широтах от результатов полученных на других установках может быть обусловлено как низкой мощностью нагревной установки SPEAR, так и возможным дрейфом плазмы в электрическом поле конвекции. Ключевые слова: ионосфера, искусственное радиоизлучение ионосферы, турбулентность, модификация ионосферы, нагревный стенд, коротковолновый интерферометр. Введение В основе экспериментальных исследований физики ионосферной плазмы методом искусственного воздействия на нее радиоволнами лежит возможность вызывать достаточно сильные локальные возмущения распределения электронной концентрации, используя сравнительно слабоинтенсивное воздействие [1]. Для исследования этих нелинейных процессов в ионосферной плазме применяются самые различные диагностические методы с использованием когерентных и некогерентных радаров, радиопросвечивания возмущенной области ионосферы спутниковыми сигналами, регистрации искусственных свечений в оптическом диапазоне и др. в том числе и прямых измерений путем зондирования ионосферы ракетами и спутниками [1, 2]. В 1981 г. с использованием нагревной установки EISCAT было открыто слабое нетепловое излучение ионосферной плазмы, возникающее в результате ее накачки электромагнитным излучением нагревного стенда и занимающее полосу частот около 100-200 кГц вокруг отраженной от ионосферы волны накачки [3]. Открытое явление получило название искусственного радиоизлучения ионосферы. В ходе экспериментов по искусственной модификации ионосферы ИРИ наблюдается наземными методами с использованием широкополосной регистрирующей аппаратуры коротковолнового диапазона с высоким динамическим диапазоном, так как наблюдаемый сигнал стимулированного излучения обычно на 60-70 дБ ниже по интенсивности отраженного от ионосферы сигнала волны накачки. За прошедшие 30 лет проведено большое количество исследований ИРИ как теоретических, так и экспериментальных с использованием нагревных установок расположенных в России, США и Норвегии. Подробно исследованы морфология искусственного радиоизлучения ионосферы [2], а также его динамика [4-6]. 17