Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2026. Т. 23. № 5. С. 415-426
Исследование вариаций полного электронного содержания ионосферы над Тянь-Шанем
С.И. Кузиков 1 , С.А. Имашев 1 1 Научная станция РАН в г. Бишкеке, Бишкек, Кыргызстан
Одобрена к печати: 07.08.2026
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-5-415-426
Актуальность исследования вариаций полного электронного содержания ионосферы (ПЭС) обусловлена необходимостью выделения аномалий, связанных с природными и техногенными процессами, на фоне регулярных гелио- и геофизических циклов. В работе выявлены закономерности и особенности вариаций ПЭС за 2000–2023 гг. над территорией Западного и Центрального Тянь-Шаня для создания основы идентификации возмущений, в том числе литосферного происхождения. По глобальным ионосферным картам Лаборатории реактивного движения JPL (англ. Jet Propulsion Laboratory) с разрешением 2,5×5° и часовым интервалом показана пространственная однородность ПЭС (отклонения ≤2 TECu) для территории исследования, что позволяет опираться на данные репрезентативной точки 42,5° с. ш., 75° в. д. На основе непрерывного вейвлет-преобразования подтверждено доминирование 11-летнего цикла солнечной активности, выявлены годовая, полугодовая и 27-дневная периодичности в изменениях ПЭС. Для Тянь-Шаня в годы высокой солнечной активности дневные максимумы ПЭС варьируют в пределах 25–70 TECu, а ночные минимумы — 8–20 TECu. В годы низкой солнечной активности эти показатели снижаются до 9–18 и 5–8 TECu соответственно. Сезонные максимумы ПЭС приходятся на весну и осень с запаздыванием до месяца относительно равноденствий. Для суточного хода ПЭС статистический максимум наступает в 07:00 UTC (англ. Coordinated Universal Time), минимум — в 22:00–24:00 UTC. Показана чувствительность ПЭС к геомагнитным бурям и сильным землетрясениям. Впервые получены региональные фоновые характеристики ионосферы над Тянь-Шанем, необходимые для достоверного выделения аномалий различной природы.
Ключевые слова: Тянь-Шань, ионосфера, ГНСС, полное электронное содержание, ПЭС, солнечная и геомагнитная активность, литосферно-ионосферные связи
Полный текстСписок литературы:
- Афраймович Э. Л., Перевалова Н. П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Иркутск: Ин-т солнечно-земной физики СО РАН, ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2006. 480 с.
- Брюнелли Б. Е., Намгаладзе А. А. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988. 528 с.
- Гаврилов Н. М. Измерение характеристик атмосферы методом наземного радиоприема навигационных спутниковых систем. СПб.: СПбГУ, 2007. 31 с.
- Имашев С. А., Кузиков С. И. Аномальные вариации полного электронного содержания ионосферы и геодинамические условия для Учтурфанского землетрясения 22.01.2024 магнитудой 7 // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 4. С. 87–98. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-4-87-98.
- Имашев С. А., Свердлик Л. Г. Атмосферные и ионосферные аномалии, предшествующие сильному экваториальному землетрясению на Суматре // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 4. С. 318–327. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-318-327.
- Клименко М. В., Клименко В. В., Ратовский К. Г., Ясюкевич А. С. Запаздывание отклика глобального электронного содержания и электронной концентрации на различных высотах на 27-дневные вариации солнечной активности // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 5. С. 75–80. DOI: 10.31857/S0207401X21050058.
- Михайлов А. А. Земля и ее вращение. М.: Наука, 1984. 80 с.
- Птицына Н. Г., Демина И. М. Влияние цикла Глейсберга на вариации периода 11-летнего цикла солнечной активности в 1700–2021 гг. // Геомагнетизм и аэрономия. 2023. Т. 63. № 3. С. 284–297. DOI: 10.31857/S0016794022600508.
- Солнечная система / под ред. В. Г. Сурдина. М.: Физматлит, 2017. 460 с.
- Alken P., Thébault E., Beggan C. D. et al. International Geomagnetic Reference Field: the thirteenth generation // Earth, Planets and Space. 2021. V. 73. Article 49. 25 p. DOI: 10.1186/s40623-020-01288-x.
- Bagiya M. S., Joshi H. P., Iyer K. N. et al. TEC variations during low solar activity period (2005–2007) near the Equatorial Ionospheric Anomaly Crest region in India // Annales Geophysicae. 2009. V. 27. P. 1047–1057. DOI: 10.5194/angeo-27-1047-2009.
- Campbell W. H. Introduction to geomagnetic fields. Cambridge: Cambridge University Press, 2003. 337 p.
- Cohen M. X. Analyzing neural time series data: Theory and practice. Cambridge: MIT Press, 2014. 615 p.
- D’ujanga F. M., Opio P., Twinomugisha F. Variation of the total electron content with solar activity during the ascending phase of solar cycle 24 observed at Makerere University, Kampala // Ionospheric Space Weather. Longitude and Hemispheric Dependences and Lower Atmosphere Forcing. Hoboken: John Wiley and Sons, 2017. P. 145–154.
- Hajra R., Marques de Souza Franco A., Echer E., Alves Bolzan M. J. Long-term variations of the geomagnetic activity: A comparison between the strong and weak solar activity cycles and implications for the space climate // J. Geophysical Research: Space Physics. 2021. V. 126. Article e2020JA028695. 14 p. DOI: 10.1029/2020JA028695.
- Hargreaves J. K. The solar-terrestrial environment. Cambridge: Cambridge University Press, 2003. 420 p.
- Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Wasle E. GNSS — Global Navigation Satellite Systems: GPS, GLONASS, Galileo, and more. Wien, N. Y.: Springer, 2008. 516 p.
- Kelley M. C. The Earth’s ionosphere: Plasma physics and electrodynamics. San Diego: Academic Press, 2009. 556 p.
- Lang K. R. The Cambridge Guide to the Solar System. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 475 p.
- Ogwala A., Somoye E. O., Ogunmodimu O. et al. Diurnal, seasonal and solar cycle variation in total electron content and comparison with IRI-2016 model at Birnin Kebbi // Annales Geophysicae. 2019. V. 37. P. 775–789. DOI: 10.5194/angeo-37-775-2019.
- Oikonomou C., Haralambous H., Pulinets S. et al. Investigation of pre-earthquake ionospheric and atmospheric disturbances for three large earthquakes in Mexico // Geosciences. 2021. V. 11. Iss. 1. Article 16. 28 p. DOI: 10.3390/geosciences11010016.
- Pulinets S., Ouzounov D., Karelin A., Boyarchuk K. Earthquake precursors in the atmosphere and ionosphere: New Concepts. Dordrecht: Springer Nature B. V., 2022. 294 p. DOI: 10.1007/978-94-024-2172-9.