Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 5. С. 303-315

Отклик системы «ионосфера – термосфера» над регионом средних широт Евразии на геомагнитные бури в марте 2012 года

М.А. Черниговская 1 , Б.Г. Шпынев 1 , Д.С. Хабитуев 1 
1 Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия
Одобрена к печати: 14.10.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-5-303-315
Выполнено исследование вариаций ионосферных и атмосферных параметров в Северном полушарии в период серии магнитных бурь в марте 2012 г. на основе анализа данных евразийской среднеширотной цепи ионозондов и спутниковых измерений GUVI (англ. Global Ultraviolet Imager) TIMED (англ. Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics and Dynamics) атмосферных составляющих на высотах термосферы (ионосферы) выше ~100 км. Показана долготная неоднородность ионизации ионосферы над регионом средних широт Евразии на высотах максимума F2-слоя ионосферы. Выполнен анализ пространственно-временных вариаций отношения плотности [O]/[N2] в столбе термосферного газа выше ~100 км по данным спутниковых измерений GUVI TIMED для Северного полушария в целом и дополнительно для средних широт Восточного полушария. Подчёркнута сложная физика длительного магнито-возмущённого периода в марте 2012 г. с переключением между положительной и отрицательной фазой ионосферной бури в один и тот же период магнитной бури для различных пространственных областей. Обсуждены возможные механизмы смены эффектов ионосферной бури в условиях события серии магнитных бурь в марте 2012 г.
Ключевые слова: цепь ионозондов, ионосферные возмущения, геомагнитная буря, вариации газового состава термосферы
Полный текст

Список литературы:

  1. Поляков В. М., Щепкин Л. А., Казимировский Э. С., Кокоуров В. Д. Ионосферные процессы. Новосибирск: Наука, 1968. 535 с.
  2. Ратовский К. Г., Клименко М. В., Клименко В. В., Чирик Н. В., Коренькова Н. А., Котова Д. С. Эффекты последействий геомагнитных бурь: статистический анализ и теоретическое объяснение // Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4. № 4. С. 32–42. DOI: 10.12737/szf-44201804.
  3. Черниговская М. А., Шпынев Б. Г., Хабитуев Д. С., Ратовский К. Г., Белинская А. Ю., Степанов А. Е., Бычков В. В., Григорьева С. А., Панченко В. А., Коуба Д., Мелич Й. Долготные вариации ионосферных и геомагнитных параметров в Северном полушарии во время сильных магнитных бурь 2015 г. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 336–347. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-336-347.
  4. Черниговская М. А., Шпынев Б. Г., Хабитуев Д. С., Ратовский К. Г., Белинская А. Ю., Степанов А. Е., Бычков В. В., Григорьева С. А., Панченко В. А., Мелич Й. Исследование отклика среднеширотной ионосферы северного полушария на магнитные бури в марте 2012 года // Солнечно-земная физика. 2022. Т. 8. № 4. (В печати.)
  5. Astafyeva E. I. Dayside ionospheric uplift during strong geomagnetic storms as detected by the CHAMP, SAC-C, TOPEX and Jason-1 satellites // Advances in Space Research. 2009. V. 43. P. 1749–1756. DOI: 10.1016/j.asr.2008.09.036.
  6. Belehaki A., Kutiev I., Marinov P., Tsagouri I., Koutroumbas K., Elias P. Ionospheric electron density perturbations during the 7–10 March 2012 geomagnetic storm period // Advances in Space Research. 2017. V. 59. P. 1041–1056. DOI: 10.1016/j.asr.2016.11.031.
  7. Buonsanto M. J. Ionospheric storms — a review // Space Science Reviews. 1999. V. 88. P. 563–601.
  8. Chernigovskaya M. A., Shpynev B. G., Yasyukevich A. S., Khabituev D. S., Ratovsky K. G., Belinskaya A. Yu., Stepanov A. E., Bychkov V. V., Grigorieva S. A., Panchenko V. A., Kouba D., Mielich J. Longitudinal variations of geomagnetic and ionospheric parameters in the Northern Hemisphere during magnetic storms according to multi-instrument observations // Advances in Space Research. 2021. V. 67. No. 2. P. 762–776. DOI: 10.1016/j.asr.2020.10.028.
  9. Christensen A. B., Paxton L. J., Avery S., Craven J., Crowley G., Humm D. C., Kil H., Meier R. R., Meng C.-I., Morrison D., Ogorzalek B. S., Straus P., Strickland D. J., Swenson R. M., Walterscheid R. L., Wolven B., Zhang Y. Initial observations with the Global Ultraviolet Imager (GUVI) on the NASA TIMED satellite mission // J. Geophysical Research. 2003. V. 108. No. A12. Art. No. 1451. 16 p. DOI: 10.1029/2003JA009918.
  10. Danilov A. D. Long-term trends of foF 2 independent on geomagnetic activity // Annales Geophysicae. 2003. V. 21. No. 5. P. 1167–1176.
  11. Danilov A. D. Ionospheric F-region response to geomagnetic disturbances. Advahces in Space Research. 2013. V. 52. P. 343–366. DOI: 10.1016/j.asr.2013.04.019.
  12. Dudok de Wit T., Watermann J. Solar forcing of the terrestrial atmosphere // Comptes Rendus Geoscience. 2009. V. 342. No. 4–5. P. 259–272. DOI: 10.1016/j.crte.2009.06.001.
  13. Fuller-Rowell T. J., Codrescu M. V., Moffett R. J., Quegan S. Response of the thermosphere and ionosphere to geomagnetic storms // J. Geophysical Research. 1994. V. 99. P. 3893–3914.
  14. Habarulema J. B., Katamzi Z. T., Yizengaw E. First observations of poleward large-scale traveling ionospheric disturbances over the African sector during geomagnetic storm conditions // J. Geophysical Research: Space Physics. 2015. V. 120. P. 6914–6929. DOI: 10.1002/2015JA021066.
  15. Habarulema J. B., Katamzi Z. T., Yizengaw E., Yamazaki Y., Seemala G. Simultaneous storm time equatorward and poleward large-scale TIDs on a global scale // Geophysical Research Letters. 2016. V. 43. P. 6678–6686. DOI: 10.1002/2016GL069740.
  16. Klimenko M. V.,. Klimenko V. V., Ratovsky K. G., Goncharenko L. P., Fagundes R. R., de Jesus R., de Abreu A. J., Vesnin A. M. Numerical modeling of ionospheric effects in the middle- and low-latitude F region during geomagnetic storm sequence of 9–14 September 2005 // Radio Science. 2011. Art. No. RS0D03. DOI: 10.1029/2010RS004590.
  17. Klimenko M. V., Klimenko V. V., Despirak I. V., Zakharenkova I. E., Kozelov B. V., Cherniakov S. M., Andreeva E. S., Tereshchenko E. D., Vesnin A. M., Korenkova N. A., Gomonov A. D., Vasiliev E. B., Ratovsky K. G. Disturbances of the thermosphere – ionosphere – plasmasphere system and auroral electrojet at 30 E longitude during the St. Patrick’s Day geomagnetic storm on 17–23 March 2015 // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2018. V. 180. P. 78–92. DOI: 10.1016/j.jastp.2017.12.017.
  18. Laštovička J. Monitoring and forecasting of ionospheric space weather effects of geomagnetic storms // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2002. V. 64. P. 697–705.
  19. Liou K., Newell P. T., Anderson B. J., Zanetti L., Meng C.-I. Neutral composition effects on ionospheric storms at middle and low latitudes // J. Geophysical Research. 2005. V. 110. Art. No. A05309. DOI: 10.1029/2004JA010840.
  20. Loewe C. A., Prölss G. W. Classification and mean behavior of magnetic storms // J. Geophysical Research. 1997. V. 102. No. A7. P. 14209–14213.
  21. Matsushita S. A study of the morphology of ionospheric storms // J. Geophysical Research. 1959. V. 64. No. 3. P. 305–321. DOI: 10.1029/JZ064i003p00305.
  22. Mayr H. G., Volland H. Magnetic storm effects in the neutral composition // Planetary and Space Science. 1972. V. 20. P. 379–393.
  23. Prölss G. W. Ionospheric F-region storms // Handbook of atmospheric electrodynamics / ed. Volland H. Boca Raton: CRC Press, 1995. V. 2. Ch. 8. P. 195–248.
  24. Prölss G. W., Werner S. Vibrationally excited nitrogen and oxygen and the origin of negative ionospheric storms // J. Geophysical Research. 2002. V. 107. No. A2. P. 1016. DOI: 10.1029/2001JA900126.
  25. Rishbeth H. How the thermospheric circulation affects the ionospheric F2-layer // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 1998. V. 60. P. 1385–1402.
  26. Schunk R. W., Sojka J. J. Ionosphere-thermosphere space weather issues // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 1996. V. 58. P. 1527–1574. DOI: 10.1016/ 0021-9169(96)00029-3.
  27. Seaton M. J. A possible explanation of the drop in F-region critical densities accompanying major ionospheric storms // J. Atmospheric and Terrestrial Physics. 1956. V. 8. P. 122–124.
  28. Shpynev B. G., Zolotukhina N. A., Polekh N. M., Ratovsky K. G., Chernigovskaya M. A., Belinskaya A. Yu., Stepanov A. E., Bychkov V. V., Grigorieva S. A., Panchenko V. A., Korenkova N. A., Mielich J. The ionosphere response to severe geomagnetic storm in March 2015 on the base of the data from Eurasian high-middle latitudes ionosonde chain // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2018. V. 180. P. 93–105. DOI: 10.1016/j.jastp.2017.10.014.
  29. Tsurutani B., Mannucci A., Iijima B., Abdu M. A., Sobral J. H. A., Gonzalez W., Guarneri F., Tsuda T., Saito A., Yumoto K., Fejer B., Fuller-Rowell T. J., Kozyra J., Foster J. C., Coster A., Vasyliunas V. M. Global dayside ionospheric uplift and enhancement associated with interplanetary electric fields // J. Geophysical Research. 2004. V. 109. Art. No. A08302. DOI: 10.1029/2003JA010342.
  30. Tsurutani B., Echer E., Shibata K., Verkhoglyadova O., Mannucci A., Gonzalez W., Kozyra J., Pätzold M. The interplanetary causes of geomagnetic activity during the 7–17 March 2012 interval: a CAWSES II overview // J. Space Weather and Space Climate. 2014. V. 4. No. A02. DOI: 10.1051/swsc/2013056.
  31. Verkhoglyadova O. P., Tsurutani B. T., Mannucci A. J., Mlynczak M. G., Hunt L. A., Paxton L. J., Komjathy A. Solar wind driving of ionosphere-thermosphere responses in three storms near St. Patrick’s Day in 2012, 2013, and 2015 // J. Geophysical Research: Space Physics. 2016. V. 121. P. 8900–8923. DOI: 10.1002/2016JA022883.