Регіональна модель іоносфери за даними харківського радара некогерентного розсіяння

Выполнено моделирование регулярных вариаций параметров ионосферной плазмы. Представлены результаты анализа данных харьковского радара НР, использованные для построения модели ионосферы над центрально-европейским регионом. Для решения поставленной задачи проанализирован массив экспериментальных данных НР с 1986 по 2002 гг. Получены регрессионные зависимости концентрации электронов N_m в максимуме области F2 ионосферы от индекса СА F_10,7 для 00 и 12 часов местного времени. Проведен анализ сезонных вариаций концентрации N_m в максимуме области F2 ионосферы. Выявлен ряд региональных особенностей поведения N_m. Установлено, что данные радара НР в Харькове целесообразно использовать для повышения точности моделирования параметров ионосферы над центральной Европой. Полученные регрессии позволяют рассчитывать значения N_m с удовлетворительной точностью при отражении основных особенностей сезонных вариаций N_m для разных уровней СА.

В диссертационной работе приведены результаты моделирования суточных и сезонных вариаций параметров динамических процессов с использованием экспериментальных данных харьковского радара НР. Также для расчетов параметров нейтральной атмосферы привлекалась модель NRLMSISE-00.

Представлено описание разработанной региональной полуэмпирической модели ионосферы, включающая в себя данные о концентрации частиц, температурах электронов и ионов, скорости переноса плазмы, а также плотности полного потока частиц, плотности потока частиц за счёт амбиполярной диффузии, скоростях нейтральных ветров в ионосфере, плотности потока тепла, переносимого электронами и величине энергии, подводимой к электронному газу. Также модель включает данные о величинах продольной составляющей тензоров амбиполярной диффузии и теплопроводности электронного газа, частотах соударений заряженных и нейтральных частиц. Приведены погрешности моделируемых параметров геокосмической плазмы, вошедших в региональную полуэмпирическую модель ионосферы.

Представлены результаты сравнительного анализа вариаций параметров среды и динамических процессов в геокосмосе на разных фазах 23-го цикла СА. Выявлено, что значения плотностей потоков заряженных частиц и тепла, величины энергии, подводимой к электронам, частоты соударений нейтральных и заряженных частиц, значения продольных составляющих тензоров амбиполярной диффузии и теплопроводности испытывали значительные вариации в течение цикла СА.

В работе представлены результаты анализа временных вариаций и моделирования параметров ионосферной плазмы во время уникальных событий в геокосмической среде - затмений Солнца (ЗС). Выполнены наблюдения, анализ и моделирование эффектов в геокосмосе, вызванных частными ЗС 3 октября 2005 г. и 29 марта 2006 г. Выявлены особенности вариаций параметров геокосмической плазмы, сопутствующие этим затмениям Солнца.

Представлен сравнительный анализ эффектов в ионосфере, вызванных ЗС 11 августа 1999 г., 31 мая 2003 г., 3 октября 2005 г. и 29 марта 2006 г.

Ключевые слова: геофизика, геокосмическая плазма, ионосферное моделирование, региональная модель ионосферы.

Lyashenko M. V. Regional Model of Ionosphere Based on the Kharkov Incoherent Scatter Radar Database.-Manuscript.

Thesis for scientific degree of the candidate of physical and mathematical sciences on the speciality 04.00.22 - geophysics. - Usikov Institute for Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, 2008.

Quantitative characteristics of diurnal and seasonal variations of electron density, ion and electron temperatures on different 23-th solar activity phases for winter and summer solstices, vernal and autumnal equinoxes are obtained.

Detailed analysis of diurnal and seasonal variations of the main geospace plasma parameters on 23-th solar cycle period is carried out. Seasonal and semi-annual anomalies occurred in the electron density variations at the height near ionospheric F2-region maximum height are revealed and confirmed.

Regional semi-empirical model of the ionosphere is developed. This model includes particle densities, electron and ion temperatures, plasma drift velocity and heat and particles fluxes, values of input energy to electron gas data as well as thermospheric winds values, ion-electron and ion-neutral collision frequencies, heat conductivity and ambipolar diffusion tensors, ionospheric scale height data.

Observations, analysis and modeling of effects caused in geospace by the partial solar eclipses on October 3, 2005 and on March 29, 2006 are carried out. Geospace plasma parameters variations features during solar eclipses are revealed.

Key words: geophysics, geospace plasma, ionospheric modeling, regional ionospheric model.

Размещено на Allbest.ru