Проаналізовано багаторічні синхронні реєстрації варіацій приземного тиску та магнітного поля на Українській антарктичній станції "Академік Вернадський". Виявлено збудження атмосферних гравітаційних хвиль потужними атмосферними фронтами над Антарктичним півостровом та їх проекцію на іоносферні та магнітосферні висоти. Найімовірніші періоди атмосферних гравітаційних хвиль, що досягають динамо-області іоносфери, складають 1,5 години. Відмінною рисою хвильових процесів є півгодинна (в середньому) затримка варіацій магнітного поля Землі відносно змін приземного тиску. Аналогічні варіації магнітного поля Землі виявлено поблизу магнітоспряженого регіону в північній півкулі - Новій Англії. Побудовано фізичну модель переносу атмосферних збурень на іоносферні висоти як наслідок модуляції поперечних провідностей іоносфери та динамо-струму. Розглянуто механізми збудження варіацій магнітного поля в Антарктиці та магнітоспряженому регіоні.

Індекс рубрикатора НБУВ: В640.1 + В652.47

Рубрики:

Радіоастрономічні дослідження за допомогою ракет та супутників

Атмосфера Сонця

Шифр НБУВ: Ж15835 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Д23с141.271

Шифр НБУВ: Ж14846 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Підсумовано результати трирічних досліджень проблеми переносу потужних атмосферних збурень на висоти геокосмосу. Основними транспортними агентами, що здійснюють такий енергообмін, є атмосферні гравітаційні хвилі (АГХ). У лінійному наближені їх поширення вгору призводить до періодичної модуляції плазмових і польових характеристик іоносфери. Нелінійне зростання амплітуд АГХ викликає турбулізацію плазми, проявами якої є утворення спорадичних структур на висотах E- і F-областей іоносфери. Обидва механізми трансформації АГХ в електродинамічні збурення проілюстровано на базі даних багаторічних спостережень, одержаних в Антарктиді, Новій Англії (США) та Європі.

Надано результати обробки мас-спектрометричних вимірювань концентрацій нейтральних атмосферних газів на супутнику "Dynamics Explorer 2". Досліджено глобальний розподіл хвильової активності верхньої термосфери, залежність характеристик хвильових збурень від геомагнітної активності, фоновий рівень атмосферних гравітаційних хвиль на іоносферних висотах.

Одержано і проаналізовано наближене дисперсійне рівняння для атмосферних гравітаційних хвиль, що продуктивне під час проведення аналітичних розрахунків. Продемонстровано його застосування для аналізу фазової швидкості, групової швидкості, а також поляризаційних властивостей хвиль.

Получены приближенные аналитические решения, описывающие в линейном приближении распространение и диссипацию внутренних атмосферных гравитационных волн (ГВ) в вязкой и теплопроводящей атмосфере Земли. Показано, что основное поглощение ГВ происходит в высотном слое с толщиной порядка локального значения высоты однородной атмосферы. Высота расположения слоя зависит от атмосферных параметров и от спектральных параметров ГВ, но не от интенсивности ГВ. Тем самым даже слабые приземные источники создают накачку энергии на ионосферные высоты, причем каждой монохроматической составляющей ГВ соответствует своя определенная высота диссипации. Рассчитаны кривые, характеризующие проникновение ГВ в ионосферу при различных условиях. Показано, что под действием ветра высота поглощения ГВ изменяется: при встречном ветре она увеличивается, при попутном уменьшается.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д244.61

Рубрики:

Іоносфера

Шифр НБУВ: Ж14846 Пошук видання у каталогах НБУВ 

С использованием космических аппаратов (КА) "YuzhSat" предлагается реализовать научный проект в области исследования земной ионосферы - проект "КластерИон". Проект задуман как ответ на вызовы, поставленные современным развитием знаний о космической погоде и об откликах ионосферы на приземные источники энерговыделения. Наряду с этим проект "КластерИон" выступает продолжением предшествующих ионосферных спутниковых миссий, таких как "Dynamics Explorer 2" (1982 - 1984 гг.), "Freja" (1992 - 1993 гг.), DEMETER (2004 - 2010 гг.) и ныне готовящийся эксперимент "Ионосат-Микро" на спутнике "Микросат-М". Стержневой идеей проекта "КластерИон" является создание на высотах 400 - 600 км кластера из нескольких (целесообразно трех) КА, оснащенных комплексами научной аппаратуры для диагностики газоплазменных и электродинамических параметров космической среды. С этой целью предлагается адаптировать платформу "YuzhSat", по своим характеристикам оптимальную для проведения подобных измерений. Комплекс научной аппаратуры, идентичный для всех аппаратов в кластере, включает: ионный дрейфометр ID, обеспечивающий регистрацию концентрации, температуры и трех составляющих скорости дрейфа ионного компонента плазмы; зонд температуры и концентрации электронного компонента плазмы ЕТР; магнитно-волновой комплекс MWCe составе трехкомпонентного феррозондового магнитометра FM, трехкомпонентного индукционного магнитометра IM и двух зондов электрического потенциала плазмы ЕР для регистрации одного компонента электрического поля.

Регистрация волновых процессов в атмосфере/ионосфере сталкивается с трудностью распознавания волновых возмущений на фоне мощных низкочастотных трендов атмосферных/ионосферных параметров. Общепринятым подходом к выделению волновых возмущений в таких условиях является исключение тренда из исходного ряда данных. Но различные методы аппроксимации тренда, используемые разными группами иследователей, порождают на выходе различные профили волн. Особенно заметно различия проявляются в спектральной области, в которой, в зависимости от метода вписывания тренда, усиливаются или подавляются различные частотные составляющие волнового процесса. Цель работы - построение корректного метода декомпозиции сигнала на тренд и волновой процесс для случая, когда тренд и волна разделены между собой в частотной области (что характерно, в частности, для акустических и гравитационных типов волн в термосфере Земли). Методы исследования - цифровая обработка сигналов и спектральный анализ. В работе развиты физические подходы и математический аппарат обработки данных. Верификация метода произведена на модельных наборах данных. Впервые поставлена и решена задача оценки погрешности, которую процедура декомпозиции сигнала вносит в характеристику волны. С этой целью анализ погрешности перенесен из пространственно-временной в спектральную область. В области масштабов атмосферных акустических и гравитационных волн погрешность разрешения спектра волн составляет 1 - 5 %. Указанная погрешность возникает из первых принципов (оценка частоты на конечном интервале накопления данных) и не может быть устранена за счет "более тщательной" обработки данных. Выяснена природа трудности декомпозиции сигнала на тренд и волну, которая обусловлена растеканием спектра тренда - артефактом цифровой обработки сигнала. Ключом к выделению волновых возмущений является двойная фильтрация данных. На первом этапе производится грубое исключение тренда, ставящее целью устранение перекрытия спектра тренда и волны при условии невнесения искажений в диапазон частот полезного сигнала. На втором этапе остаточный ряд данных пропускается через идеальный фильтр, настроенный на полосу частот волнового процесса. После соответствующей адаптации метод обработки данных, развитый в работе, может быть применен к анализу дистанционных наблюдений ионосферы и к анализу данных других областей исследований.

Быстро развивающимся направлением современных космических исследований является физика геокосмоса - верхней атмосферы, ионосферы и магнитосферы Земли. Специфика баз данных геокосмических спутниковых проектов определяется характером проводимых в космосе наблюдений - длительных сеансов регистрации параметров космической среды вдоль орбиты спутника (температуры, концентраций заряженных и нейтральных частиц, электрического и магнитного полей и т. д.; всего несколько десятков наименований параметров). Эти измерения привязываются к местоположению спутника, а поиск данных по запросам пользователей производится по условию пересечения орбитой спутника пространственно-временного окна, задаваемого пользователем. Отсюда вытекают специфические требования к структуре базы данных, к ее API и веб-интерфейсу. В Институте космических исследований НАН Украины и ГКА Украины ведутся работы по созданию центра сбора, обработки и распространения спутниковых данных, программно-аппаратный компонент которой получил наименование PROMIS. Центр создается в рамках подготовки миссий "Ионосат-Микро" и "Аэрозоль-UA", но его ресурсы также могут быть использованы для размещения данных других геокосмических миссий. Цель статьи - ознакомить экспертное сообщество с устройством информационной системы PROMIS (https://promis.ikd.kiev.ua) и получить отзывы об удобстве её использования и перспективах развития.

В работе обращается внимание научного сообщества на атмосферные гравитационные волны (ГВ) как наиболее вероятный механизм переноса энергии из приземных слоев атмосферы на космические высоты и описывается формируемый таким образом канал сейсмоионосферной связи. Обсуждены несколько основных механизмов воздействия на ионосферу снизу: распространение электромагнитных излучений; замыкание через ионосферу атмосферных токов; проникновение волн нейтральной атмосферы. Проанализированы теоретические и экспериментальные данные, касающиеся собственно ГВ. Приведены простые аналитические выражения для расчета параметров ГВ в конкретных экспериментальных условиях. Проанализирована специфика дисперсионных свойств ГВ и особенностей их распространения, исследованы процессы амплитудного усиления и диссипации ГВ с высотой, описан механизм генерации электромагнитных возмущений при пересечении ГВ динамо-слоя и определены количественные характеристики магнитодинамических возмущений ионосферы. В экспериментальной части проанализировано распределение ГВ на ионосферных высотах по данным спутника DE-2 и выполнен статистический анализ связи ГВ с землетрясениями. Результаты DE-2 подкреплены сравнением с ранее опубликованными данными миссии DEMETER.