Эмпирическая модель воздействия солнечных вспышек различного класса на состояние и динамику нижней ионосферы
В качестве основного источника экспериментальных данных при выполнении проекта будет использован радиофизический комплекс геофизической обсерватории (ГФО) Института динамики геосфер РАН «Михнево». ГФО расположена в 80 км на юг от Москвы в точке с координатами 54.96° С.Ш., 37.76° В.Д. в месте, удаленном от источников промышленных помех. В обсерватории размещен многофункциональный радиофизический измерительный комплекс, включающий радиоприемные комплексы КВ, ДВ, СДВ диапазона, комплекс мультисистемных приемников глобальных навигационных спутниковых систем, магнитометрический комплекс, электроизмерительный комплекс, комплекс акустических и инфразвуковых измерений, оптическую аппаратуру. Все измерительные системы комплекса работают с единой привязкой по времени, что позволяет проводить исследования взаимосвязанных процессов в системе литосфера-атмосфера-ионосфера-магнитосфера Земли. В ГФО размещен сервер приема, накопления и первичной обработки измерительной информации, связанный системой спутниковой связи с основным сервером данных, размещенным в Москве в ИДГ РАН. Мониторинг вариаций электромагнитных полей в килогерцовом диапазоне в ГФО «Михнево» ведется с использованием высокочувствительной широкополосной аппаратуры с 2014 года. Радиофизический комплекс обсерватории позволяет принимать сигналы от СДВ станций, находящихся на расстояниях в несколько тысяч км от точки приема.
Проект предполагает поэтапное выполнение экспериментальных и теоретических исследований. На первом этапе выполнения проекта предполагается формирование базы данных регистрации амплитудно-фазовых характеристик сигналов от СДВ станций, принимаемых в геофизической обсерватории «Михнево» за период с 2014 по 2021 год, совместно со спутниковыми данными по измерению потока рентгеновского и ультрафиолетового излучения для солнечных вспышек М и Х классов. Для анализа состояния и динамики нижней ионосферы во время солнечных вспышек предполагается использование экспериментальных данных регистрации сигналов от двух СДВ передатчиков: GQD (22100 Гц, 54.732º С.Ш., 2.883º З.Д.) и GBZ (19580 Гц, 54.912º С.Ш., 3.278º З.Д.), расположенных в Великобритании на расстоянии 32 км друг от друга. Выбор этих передатчиков обусловлен тем, что расстояние между ними пренебрежимо мало по сравнению с расстоянием до приемника (~2500 км). Поэтому можно считать, что их сигналы распространяются вдоль одной трассы.
В 2022 году предполагается расширение и оптимизация под задачи проекта сервера данных в ИДГ РАН. Для обеспечения доступа и использования данных измерений будет создан специализированный открытый веб-портал, обеспечивающий широкие возможности по получению и использованию измерительной информации. Расчеты и оценки эффектов нижней ионосферы будут проведены в полном объеме на этапе 2023 г. Для расчетов предполагается использовать в основном данные измерений во время вспышек, произошедших в дневное время суток, когда ионосферу можно считать равномерно освещенной и изотропной на обеих трассах распространения радиосигнала. Профиль электронной концентрации D-области предполагается описывать в рамках двухпараметрической модели, в которой распределение Ne определяется эффективной высотой отражения радиосигнала h’ (км) и скоростью увеличения электронной концентрации с высотой β (км−1) − скорость увеличения электронной концентрации с высотой [2]: Ne(z)[см^-3]=1.49∙10^7∙exp((β-0.15)(z-h'))∙exp(-0.15h'), где z (км) – высота.
С использованием программного комплекса LWPC для обеих трасс будут получены всевозможные значения амплитуд и фаз сигналов от передатчиков GQD и GBZ, измеренные в ГФО «Михнево» для параметров h’ и β верхней стенки волновода, которые варьировались в диапазонах от 50 до 80 км (h’) и от 0.2 до 0.95 км-1 (β). Для всех вспышек будут оценены вариации амплитуды и фазы ОНЧ сигналов от обоих передатчиков. Дальнейшее сопоставление экспериментальных данных по вариации амплитуды и фазы СДВ сигналов с результатами расчетов с использованием программного комплекса LWPC позволит восстановить динамику параметров h’ и β и профиля Ne в нижней ионосфере во время солнечных вспышек различного класса. Сопоставление полученных результатов динамики Ne с данными потока рентгена и ультрафиолета позволит получить эмпирическую модель состояния и динамики нижней ионосферы во время солнечных вспышек.
при поддержке 
