Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Ночная субавроральная ионосфера по наблюдениям на Якутском меридиане

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Ночная субавроральная ионосфера по наблюдениям на Якутском меридиане"

Р Г Б ОД

1 г дьн г

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ СОЛНЕЧНО-ЗЕМНОЙ ФИЗИКИ

На правах рукописи УДК 550.388.2

Филиппов Виктор Михайлович

НОЧНАЯ СУБАВР0РАЛЫ1АЯ ИОНОСФЕРА ПО НАБЛЮДЕНИЯМ НА ЯКУТСКОМ МЕРИДИАНЕ

04.00.22 - Геофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Иркутск - 1994 г.

Работа выполнена в Институте космофизических исследований и аэрономии Якутского научного центра СО РАН

Официальные оппоненты:доктор физико-математических наук Н.Н.КЛИМОВ

доктор физико-математических наук В.А.ПАРХОМОВ

доктор физико-математических наук Ю.П.МАЛЬЦЕВ

Ведущая организация: Арктический и антарктический научно-исследовательский институт ( ААНИИ )

Защита диссертации состоится "_ " _ 1994 г.

в _ часов на заседании специализированного совета

Д 003.24.01 в Институте солнечно-земной физики СО РАН по адресу: 664033, г.Иркутск, ул.Лермонтова, 126.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИСЗФ СО РАН. ,. .

Автореферат разослан " Щ " А / 1994 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

кандидат физико-математических наук А. И. Галкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Интенсивные исследования верхней ионосферы и околоземного осмического пространства, выполненные в последние десятилетия на снове комплексных наземных и спутниковых экспериментов, привели значительному прогрессу в представлениях и роли магнитосфер-о-ионосферного взаимодействия в формировании крупномасштабной труктуры субавроральной ионосферы. Субавроральная ионосфера яв-яется переходной зоной от среднеширотной ионосферы, в которой изические процессы, обуславливающие ее строение и динамику, про-сходят внутри плазмосферы, к высокоширотной ионосфэре, расползающейся за плазмосферой и управляемой в основном магнитосферными роцессами. Впервые термин "субавроральная ионосфера" был введен ще в 1966 году А.Л.Мамрукозкм в результате исследований структу-ы ионосферы над Якутском [1], где введение зтого термина обосно-ывалось тем фактом, что в невозмущенных условиях параметры ноосферы над Якутском имеют характер среднеширотной ионосферы, а в эзмущенные периоды они обладают всеми особенностями авроральной эносферы. Действительно, как показали результаты исследований в эследние годы, субавроральная ионосфера, располагающаяся в осно-ании силовых трубок внутренней магнитосферы, прилегающих к про-гсции плазмопэузы. обладает целым рядом специфических структурных зразований и физических явлений, отсутствующих в других широтных знах. К ним следует отнести: главный ионосферный провал ( ГИП ) широтном распределении электронной концентрации области Г ; уз-1й провал ионизации в области Г, обусловленный развитием в пари-1ы магнитосферных возмущений так называемого "поляризационного кета" - узкой струи быстрого дрейфа ионов к западу вблизи про-сции плазмспаузы ; резкий градиент плотности плазмы на больших .юотах - плазмопауза ; существование границы крупномасштабной 1гнитосферной конвекции ; провал легких ионов ; среднеширотные лабильные красные дуги ; " оторванные " дуги и пятна сияний на ^бавроральных широтах ; оптические вспышки и пульсации и т. д.

Основной причиной возникновения вышеперечисленных особенностей ¡ляются, по всей видимости, процессы, образующиеся при взаимо-;йствии вращающейся вместе с Землей холодной и плотной плазмы измосферы с горячей плазмой плазменного слоя.

Уже около 20 лет в России ведется программа исследований физи-

ки субавроральной ■ионосферы на основе-комплексных координированных наземных и спутниковых измерений. Первый эксперимент таки> многоточечных ионосферно-магнитосферных измерений был проведет при запуске спутника "Космос-261" в декабре 1968 г. в рамках широко известной программы "Интеркосмос". Одновременно с запуско1 этого спутника проводились наземные измерения по программе комплексной высокоширотной геофизической экспедиции, где принимал!-участие-ряд институтов АН СССР по многим видам геофизических наблюдений: ионосферные, магнитометрические и риометрические измерения, наблюдения полярных сияний и свечения ночного неба, радиолой кационные наблюдения, регистрация уровня поля КВ-передатчика ^ ОНЧ излучений и т. д. Впервые были проведены широкомасштабные комплексные измерения и таким образом была преодолена изолированность, царившая в некоторых видах наземных геофизических наблюдений, возобладал комплексный подход клюстановке крупных магни-тосферно-ионосферных экспериментов. Начался совместный анали; разных типов наблюдений и при этом основное внимание было уделен? изучению в околоземном космическом пространстве структурных особенностей ионосферы и плазмосферы, физической сути происходящих е них процессов и их разнообразным наблюдаемым проявлениям в наземных и спутниковых измерениях.

С, тех пор было проведено большое количество координировании? наземных и спутниковых экспериментов, чглавным образом, в рамка? советско-французского научного космического проекта АРКАД по исследованию магнитосферно-ионосферных процессов, в которых был получен целый ряд научных результатов, составивших основу представляемой диссертации.'

Выделим основные нерешенные проблемы физики субаврорально? верхней ионосферы, которые существуют в настоящее время. При этоь будем учитывать выводы заказной обзорной статьи по данной проблеме, опубликованной недавно известными специалистами в этой.области Роджером, Моффитом и Киганом [2]. На наш взгляд, эти проблемы сводятся к следующим вопросам, которые требуют как экспериментальных исследований, так и теоретических расчетов, выполненных с использованием известных математических моделей высокоширотной ионосферы, основанных на достоверных экспериментальны) фактах.

1. До конца не выяснена детальная картина конвекции плазмы об-

ласти Г на субавроральных широтах. Неизвестны изменения в картине конвекции, зависящие от изменений параметров межпланетного магнитного поля и уровня геомагнитной активности.

2. Хотя существуют - достаточно много механизмов образования главного ионосферного провала ( см.., например, монографии [3,4]). но до сих пор не выявлен основной механизм формирования ГИП.

3. Отсутствуют детальные исследойания влияния полосы быстрых субавроральных.ионных дрейфов на структуру ионосферы. Не разработан механизм генерации сильных электрических полей, направленных к полюсу, вблизи проекции плазмопаузы, согласующийся со всеми наблюдаемыми экспериментальными фактами.

4. Открытым остается вопрос о пространственной локализации границы крупномасштабной магнитосферной конвекции, о проникновении электрического поля магнитосферного происхождения на средние широты, неизвестна степень экранирования этого поля на альфве-новском слое.

5.. Неизвестно взаимное расположение основных плазменных границ внутренней магнитосферы (таких как экваториальная граница диффузных вторжений малоэнергичных электронов, проекция плазмопаузы на ионосферные высоты, граница конвекции) и особенностей структуры верхней ионосферы на субавроральных широтах (главный ионосферный провал с его крутой полярной стенкой, узкий провал ионизации в области Г, провал легких ионов).

Учитывая все эти нерешенные проблемы физики субавроральной ионосферы, можно следующим образом сформулировать - цель работы: экспериментальные "исследования крупномасштабной структуры субавроральной верхней ионосферы и физических процессов на этих- широтах на основе комплексных наземных и спутниковых измерений и использование полученных результатов в целях изучения механизмов образования и диагностики основных структурных особенностей субавроральной ионосферы и внутренней магнитосферы.

Актуальность проблемы исследований крупномасштабной структуры субавроральной ионосферы обусловлена не только проблемами выяснения физических ; механизмов сложных процессов ионосферно-магни-тосферного взаимодействия/ а также тем фактом, что эти структуры существенным образом влияют на условия прохождения коротких радиоволн. Проблема обеспечения стабильной и бесперебойной радиосвязи в районах Крайнего Севера России имеет важное значение не только

- о -

при связи Земля-Космос, но также в самолетной радиосвязи и в ра боте наземных линий КВ-радиосвязи, которые до сих пор .остаютс основным видом каналов связи между отдаленными населенными пунк тами на обширных территориях Севера России. В связи с этим чрез вычайнэ актуальной становится проблема проведения теоретических экспериментальных исследований, направленных на разработку надеж ных и обоснованных методов диагностики среды распространения ра диоволн, основанных на достаточно простых методах наземных геофи зических измерений. Результаты, представленные в диссертации, вы явили основу для обеспечения краткосрочного прогноза состояни ночной субавроральыой ионосферы над значительной территорие Крайнего Севера России.

Новизна работы состоит в том, что в ней впервые представлен обобщенная картина процессов, формирующих крупномасштабную струк туру субазроральной ионосферы, основанная на физических представ лениях, согласующихся между собой и дополняющих друг друга.

Целенаправленные, координированные со спутниковыми измерениям наблюдения на меридиональной цепочке геофизических станций с вы бором и детальным анализом характерных "тестовых" геофизически ситуаций позволили впервые отождествить "автографы" в ионосферны данных ряда важных крупномасштабных структур в субаврорально верхней ионосфере.

Впервые обнаружены, описаны и использованы для анализа по ма териалам наземных ионосферных . станций характерные и^менени структуры субавроральной ионосферы в периоды возникновения явле гля быстрых оубазроральных ионных дрейфов вблизи зенита ^станци .нблюдеяия.

Ло измерениям на меридиональной цепочке станций, определяющи параметры дрейфа ионизации области Г методом Д1, впервые заре гистркрована широкая полоса западного дрейфа плазмы в области ми нимума главного провала в неосвещенное время суток, позволявща предложить основной механизм формирования ГИП.

Впервые, исследованы особенности'дрейфа ионизации в области по ляркой стенки главного провала по измерениям методом Д1, позво лившие- установить совпадение границы крупномасштабной магни тосферной конвекции с полярной кромкой главного ионосферного про вала в -околополуночные часы. .

Достоверность полученных в ■ , работе выводов и , результате

)бусловлена тем фактом, что она основана на большом экспериментальном материале, полученном как с участием автора, так и раз-шчными методами другими исследователями. Практические методики гсследования крупномасштабной структуры субавроральной ионосферы, федложенные в работе, апробированы на многочисленных одновременна прямых измерениях со спутников. Результаты апробации показали [рименимость предложенных методик и достоверность принципов их )азработки.

Научная и практическая ценность работы определяется интенсив-шм развитием в последнее время понимания и математического моде-¡ирования процессов, протекающих на широтах субавроральной зоны и ! соответствующей области внутренней магнитосферы Земли. Вместе с 'ем, эта важная область внутренней магнитосферы остается надоста-'очно исследованной, несмотря на очевидную важность и своеобразие фотекающих здесь физических процессов и их определяющую роль в юрмировании характеристик "подстилающей" субавроральной ионосфе-1Ы, что связано, главным образом, с недостатком экспериментальных ;анных. Полученные в работе результаты, на наш взгляд, восполняют тот недостаток. В связи с этим можно считать, что существующая еть ионосферных станций вертикального зондирования, наклонного 'братного рассеяния и измерения дрейфов методом Д1 является ;остаточно эффективным исследовательским инструментом с богатыми озможностями для решения актуальных задач по физике субаврораль-:ой ионосферы, в особенности, если такие наблюдения дополнены инхронными измерениями со спутников.

Полученные в работе результаты уже используются в диагностике остояния субавроральной ионосферы в рамках проводимых и готовя-дхся магнитосферных экспериментов, , таких как на спутниках "Оре-л-3", "Космос-1809", "Активный", будущего проекта "Интербол", а акже для решения прикладных задач. Они также могут быть особенно олезны для научного обеспечения повышения устойчивости и надеж-ости работы КВ линий радиосвязи на высоких широтах.

На защиту выносятся следующие положения:

1. По измерениям на меридиональной цепочке станций Д1 впервые арегистрирована широкая (5-10 град, по широте) полоса западного рейфа ионизации Г слоя в области минимума главного ионосферного ровала в неосвещенное время суток. Такая полоса дрейфа создает в той области явление "застоя" силовых трубок, приводящее к форми-

рованию главного провала ионизации.

2. Экспериментально установлено, что быстрые субавроральные ионные дрейфы формируют в области Е узкие и глубокие провалы ионизации. По наземным и спутниковым измерениям получены пространственные и временные характеристики узких провалов.

3. На основе одновременных наземных и спутниковых измерений показано, что в околополуночные часы в периоды умеренных магнитных возмущений проекция плазмопаузы пространственно совпадает с положением полярной стенки главного ионосферного провала. Следовательно, в эти моменты времени главный провал располагается внутри плазмосферы.

4. Получено, что узкие провалы ионизации в области Е, обусловленные развитием явления быстрых субавроральных ионных дрейфов, располагаются вблизи, но экваториальнее полярной стенки главного провала, что приводит к дополнительному углублению провала вблизи его полярной стенки (явление "провала в провале").

5. Построена эмпирическая модель конвекции плазмы области Г на широтах субавроральной зоны, применимая для математического моделирования структуры высокоширотной ионосферы.

6. Впервые экспериментально зарегистрированы разворот направле ния и увеличение модуля скорости дрейфа ионизации области Е на полярной кромке главного провала ионизации. Это явление позволяет отождествить область полярной стенки ГИП с границей крупномасштабной магнитосферной конвекции в околополуночном и утреннем секторах.

Апробация работы. Основные результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались и обсуждались на Ассамблеях МАГА (Париж, 1975; Гамбург, 1983; Прага, 1985; Ванкувер, 1987); на Международных'семинарах в рамках КАПГ по энергетике верхней атмо.сферы и физическим процессам в области главного провала (Прага, 1983; Шопрон. 1985; Гарцау, 1988; Самарканд, 1989); на Международном симпозиуме по результатам проекта "Аркад-3" (Тулуза, Франция, 1984); на Международном симпозиуме "Полярные геомагнитные явления " (Суздаль, 1986); на Всесоюзных совещаниях по динамическим процессам в верхней атмосфере Земли (Обнинск, 1979, 1983, 1985); на 3-м Всесоюзном совещании по полярной ионосфере и магнитосферно-ионосферным связям (Мурманск, 1984); на Всесоюзном совещании по крупномасштабной структуре субавроральной ионосферы (Якутск, 1981); на

Всесоюзных совещаниях по полярной ионосфере и геофизическим явлениям в авроральной зоне (Норильск, 1980, 1988); на Всесоюзных конференциях по распространению радиоволн (Иркутск. 1972; Казань, 1975; Алма-Ата. 1987); на Всесоюзном совещании по физике субавро-ральной ионосферы (Архангельск, 1987); на Апатитских семинарах "Физика авроральных явлений" (Апатиты. 1986. 1987); на Всесоюзном совещании "Проблемы физики верхней атмосферы Земли и динамика ИСЗ" (Якутск. 1987); на рабочих семинарах ИЗМИРАН "Полярные геомагнитные исследования" (Троицк, 1987, 1988); на научных семинарах в ИКИ АН СССР, ИЗМИРАН, ДАНИИ, ИСЗФ, ПГИ, ИКФИА ЯНЦ СО РАН, ЯГУ.

Личный вклад автора определяется тем,что во всех результатах экспериментальных исследований автор участвовал в постановке задачи, в экспедиционных измерениях, в обработке и анализе данных, а также в интерпретации результатов наблюдений. Под его научным руководством и личном участии были созданы установки и проведены наблюдения методом Д1 на Якутской меридиональной цепочке станций. Результаты по исследованию плазмопаузы, сопоставлению плазменных границ во внутренней магнитосфере и индекса геомагнитной активности в виде ГДВ получены совместно с В. Л. Халиповым. Результаты экспериментальных исследований характеристик узких провалов ионизации получены совместно с аспирантом Д. Д. Решетниковым.

Обьен работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав и заключения. Она содержит 241 страницу машинописного текста, 34 рисунка, 5 таблиц. Список литературы включает 264 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика состояния исследуемой темы, выделены основные нерешенные проблемы физики субавроральной ионосферы. Подчеркнута важность исследования структуры субавроральной ионосферы как своеобразного ."экрана", на котором отображается воздействие сложных процессов ионосферно-магнитосферного взаимодействия. Сформулированы цель работы, актуальность и новизна исследования.- Кратко изложено содержание работы, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе сначала рассмотрены особенности методики сопоставления одновременных спутниковых и наземных измерений. Из-

вестно, что для процессов в нижней части F области (для высот д< 200 км) время рекомбинации достаточно мало и, следовательно, доминирующую роль в уравнении баланса ионизации играет источник ионизации поэтому его пространственные и временные характеристик! легко различимы на основе методов наземного ионосферного зондирования. В противоположность нижней ионосфере, для высот плазмосфе-ры определяющими факторами являются процессы переноса - как продольного, так и поперечного (конвекция). Для этих высот можнс пренебречь локальной ионизацией, а роль нагрева и вариации ионного состава становится второстепенной. При этом следует учесть, что характерное время заполнения силовых трубок до равновесногс состояния для субавроральных широт (L=4) составляет десяти часов, а для поперечного сноса силовой трубки конвекцией это время равно нескольким часам. Поэтому распределение концентрации плазмы во внешней плазмосфере определяется в значительной степею предисторией конвекции плазмы (другими словами, дрейфовой траекторией данной силовой трубки) на протяжении нескольких предшествующих дней.

Таким образом, в нижней части области F в уравнении непрерывности тепловой плазмы доминирующими членами являются источник ионизации и рекомбинационные потери, а на больших высотах (в плазмосфере) - переносы плазмы вдоль и поперек силовых линий геомагнитного поля, причем эти переносы имеют различную физическую природу и разные характерные времена. Поэтому экспериментальные данные, относящиеся к этим двум крайним ситуациям - нижней ионосфере и плазмосфере - легче поддаются анализу и допускают более простун интерпретацию.

В то же время в промежуточной области высот, где проведено наибольшее количество измерений с околоземных спутников (примернс от высот максимума области F до 1500 км), роль этих основных членов уравнения непрерывности соизмерима, а учет разнообразных процессов в ионосферной плазме, дающих вклад в каждый из этих факторов (например.. разогрева ионосферы при авроральных явлениях \ соответствующего перераспределения ионов, по высоте) достаточнс сложен., В результате, наблюдаемая трехмерная картина распределения концентрации тепловой плазмы в этом весьма важном диапазон« высот оказывается весьма запутанной. Этим, по нашему мнению, i •объясняются имеющиеся трудности и противоречия в сопоставленш

многочисленных экспериментальных данных о широтных (радиальных) профилях концентрации тепловой плазмы, полученных со спутников в диапазоне высот 500-1500 км, с данными о плазмопаузе и о структуре Г области в субавроральной зоне.

Резюмируя, можно сказать, что при сопоставлении и анализе одновременных наземных и спутниковых данных особое внимание следует уделять высотам, на которых проведены спутниковые измерения.

С учетом вышесказанного, в первой главе приведена методика со-юставления одновременных наземных и спутниковых измерений параметров ионосферы, в которой наблюдения на спутниках, обеспечиваю-цие получение пространственных разрезов широтного распределения 1екоторых параметров верхней ионосферы или магнитосферы, используются для выявления геофизических границ, где резко меняются свойства среды. Далее находится соответствие этих границ известим областям в строении внутренней магнитосферы и по одновремен-шм комплексным наземным данным исследуется их проявление в структуре и динамике ионосферы, которая является в известной мере »краном, отображающим процессы ионосферно-магнитосферного взаимо-1ействия. На основе таких сопоставлений предложен мбтод "тесто-:ых" ситуаций при исследованиях субавроральной ионосферы, который юстоит в обнаружении и правильной физической интерпретации характерных следов отражений на ионограммах в периоды одновременных аземных и спутниковых наблюдений при развитии некоторых геофизи-еских явлений, которые можно определять по измерениям со спутни-а. Применение этого метода позволило обнаружить, интерпретиро-ать и использовать в диагностике структуры субавроральной ноосферы следы отражений от полярной стенки главного ионосферного ровала и узких провалов ионизации, обусловленных развитием явле-ия быстрых субавроральных ионных дрейфов.

В этой главе также приведена методика построения эмпирических ысотно-широтно сглаженных профилей электронной концентрации на снове данных меридиональной цепочки станций вертикального зонди-эвания (ВЗ) и наклонного обратного рассеяния (НОР). Методика :нована на использовании направленных свойств антенн типа "гори-знтальный ромб" в методе НОР и на правильной интерпретации полу-1емых следов отражений. Правильность полученных эмпирических "•лаженных профилей Ке проверена путем построения "синтетических даограмм" с помощью расчетов траекторий радиоволн в неоднородной

анизотропной плазме в лучевом приближении (программа разработана в ИСЗФ) при тех же геофизических ситуациях. Проведено также обоснование замены термина возвратно-наклонное зондирование (ВНЗ) ионосферы на термин НОР.

Исследована применимость и достоверность результатов измерений дрейфа ионизации области Г методом пространственно-разнесенного приема с малой базой в КВ диапазоне (метод Д1) в условиях субав-роральной ионосферы. Впервые вопросы применимости метода Д1 для исследований динамики полярной ионосферы были подробно рассмотрены по измерениям на станции Норильск в цикле работ группы исследователей под руководством Г.А.Жеребцова и обобщены в монографии [3]. В этих работах были проведены целенаправленные эксперименты по исследованию физических причин, вызывающих замирания радиосигнала, отраженного от ионосферы. Были изучены вариации параметров фединга в зависимости от условий в ионосфере и уровня геомагнитной возмущенности, а также в зависимости от частоты излучаемой радиоволны. Были проведены исследования зависимости частоты замираний от скорости движения диффракционной картины. Результаты всех этих исследований убедительно показали применимость метода Д1 при исследованиях динамики высокоширотной ионосферы и доказали достоверность измерений дрейфа ионизации этим методом. В данной работе приведены результаты дальнейшего развития метода Д1 при применении в условиях субавроральной ионосферы. Так, например, измерения дрейфа проводились от следов отражений, определенных как "автограф" конкретных крупномасштабных структур субавроральной ионосферы (полярная стенка ГИП, узкий провал ионизации). Показано, что применение метода Д1 для определения направления и оценки величин скоростей дрейфа ионизации вполне оправдано. Для этого в работе приведены примеры "калибровки" метода Д1 по одновременным измерениям дрейфа плазмы области Г со спутников ДЕ-2 и "Интеркосмос-Болгария-1300". Этот вывод основывается также на совпадении результатов одновременных измерений дрейфа плазмы различными независимыми методами и методом Д1, на результатах экспе риментов по измерениям скоростей конвекции плазмы области Е на станциях некогерентного рассеяния радиоволн и КВ радарами, нг соответствии вариаций скоростей дрейфа изменениям других геофизических явлений в данной области ионосферы.

Во второй главе приведены результаты измерений конвекции плаз-

мы области Г на широтах субавроральной зоны, одного из основных механизмов формирования крупномасштабной структуры высокоширотной ионосферы, которые были получены как на спутниках, так и различными наземными методами. Отмечено, что в силу специфических трудностей и ограничений существующие экспериментальные методы не обеспечивают получения полной картины распределения электрических полей в неосвещенной верхней ионосфере на субавроральных широтах. Картина конвекции плазмы области Г в этом пространственно-временном секторе все еще остается неполной, а иногда и противоречивой. Это связано с'тем, что в субавроральной зоне в неосвещенное время суток значения величин электрических полей находятся вблизи порога чувствительности большинства станций некогерентного рассеяния радиоволн и спутниковых измерений (из-за низкой низкой плотности электронов в области главного провала ионизации) или полученные экспериментальные результаты носят эпизодический характер (запуски бариевых облаков, ракетные и баллонные измерения). В этих условиях применение метода Д1 для измерений конвекции плазмы области Р является существенным дополнением для построения картины конвекции на субавроральных шротах.

По большой статистике наземных и спутниковых измерений конке:' ции плазмы области Г показано, что в области минимума главно:'-провала наблюдается устойчивый дрейф ионизации к западу в система координат, связанной с Землей, т.е. скорость его противоположна ксротационной, что создает здесь замедление или даже "застой" силовых трубок в магнитосферной системе координат. В условиях отсутствия источников ионизации для субавроральных широт это приводит к "истощению" ионосферы в результате обычных рекомбинациснных процессов. Таким образсм. такая структура конвекции плазмы на этих широтах является одним из основных механизмов формирования главного ионосферного провала.

Впервые картина конвекции плазмы области Г па высоких широтах, измеренная методом Д1. была получена по наблюдениям на станции Норильск. Эти измерения показали, что с октября по май включительно существуют "двухвихревые" поля скоростей, хотя в летние месяцы характер движения плазмы области К претерпевает существен-яые изменения. По результатам этих наблюдений был также убедительно показан факт разворота направления скоростей дрейфа ионизации с западного на восточное в околополуночные часы (вблизи

разрыва Харанга).

Измерения конвекции плазмы области F на широтах ГИП, проведенные методом Д1 на Якутской меридиональной цепочке станций и сопровождаемые определением положения полярной кромки главного провала показали, что наблюдаемые скорости дрейфа на двух станциях меняются подобным образом и практически синхронно, если обе станции находятся с одной стороны от ГДВ. При "наплывании" полярной стенки ГИП на зенит станции наблюдения регистрируется разворот направления дрейфа с западного на восточное в околополуночном и утреннем секторах и увеличение модуля скорости, что можно интерпретировать как регистрацию границы крупномасштабной магнитосфер-ной конвекции. Явление разворота скоростей дрейфа с западного на восточное в полуночном секторе наблюдается всегда, а в вечернем секторе регистрируется вплоть до 21 MLT. Момент наступления разворота на данной широте зависит от текущего уровня магнитной активности и параметров ММП.

В утреннем секторе в периоды интенсивных суббурь иногда наблюдается ступенчатая структура широтного распределения электронной концентрации в области полярной стенки ГИП. Образование такой структуры объясняется картиной высыпания малоэнергичных электронов в этом секторе, а также переносом ионизации от полярной стенки провала к экватору, на что указывает появление меридиональной компоненты дрейфа плазмы области F в эти периоды времени, наблюдаемое по измерениям методом Д1. Измерения дрейфа плазмы в условиях наблюдения ступенчатой структуры полярной стенки ГИП в утреннем секторе также показали, что на "гребне" ионизации, регистрируемой к экватору от стенки ГИП, не наблюдается явления разворота скоростей. Этот факт может служить "индикатором" для определения случаев регистрации "гребня" в отличие от случаев идентификации полярной кромки главного провала (совпадающей с ГДВ и плаз-мопаузой, см. ниже) при интерпретации данных, полученных методом НОР.

В этой главе по результатам многолетних (1979-83 г.г.) наблюдений методом Д1 на станциях Якутск и Жиганск построена эмпирическая модель конвекции плазмы области F на субавроральных широтах, пригодная для применения при математическом моделировании - структуры высокоширотной ионосферы. При этом исходный массив данных составлял 1400 сеансов измерений для станции Жиганск и 4300

сеансов для станции Якутск.

В конце главы рассмотрены возможные механизмы формирования наблюдаемой картины конвекции плазмы области Г на субавроральных широтах и сделан вывод о том, что наиболее подходящим с точки зрения более полного согласия с экспериментальными данными является механизм возмущенного ионосферного динамо.

Третья глава посвящена исследованиям явления быстрых субавроральных ионных дрейфов и их влияния на структуру 'субавроральной ионосферы. Как выяснилось в последние годы, важнейшей деталью картины конвекции в субавроральной зоне в периоды магнитосферных суббурь является развитие узкой струи очень быстрого дрейфа плазмы в западном направлении, возникающая вблизи проекции плазмопау-зы. Она сначала была обнаружена по спутниковым измерениям, а затем подтверждена многочисленными наземными наблюдениями различными методами. Ввиду условий замагниченности плазмы на высотах области Г такая узкая (1-2° по широте) полоса быстрого западного ионного дрейфа (поляризационный джет) отождествляется с развитием локальной интенсификации направленного к полюсу электрического поля на экваториальной границе зоны конвекции. Скорость плазмы в этой полосе достигает максимальных значений' до нескольких километров в секунду, т.е. сверхзвуковых, что соответствует электрическому полю до долей вольта на метр.

. Сравнение результатов одновременных измерений параметров быстрых субавроральных ионных дрейфов и изменений структуры субавроральной ионосферы наземными радиофизическими методами в - такие моменты времени показало, что эти полосы быстрого дрейфа ионов приводят к быстрому ( 15-30 мин) формированию узких ('100-200 км) и глубоких (Ме^Ю^ см"5) провалов ионизации. Формирование узких провалов обусловлено процессами быстрого выноса ионосферной и магнитосферной тепловой плазмы в полосе быстрого дрейфа к западу, а также, особенно в нижней Г области, изменениями скоростей фотохимических реакций в условиях сильных электрических полей, приводящими к быстрому исчезновению ионизации из-за диссоциативной рекомбинации.

Одновременные спутниковые и комплексные наземные измерения показали, что в области поляризационного джета отсутствуют даже слабые высыпания малоэнергичных.(0,1 и 1,8 кэВ) электронов и протонов. На этот факт указывают и наземные ионосферные данные, по

которым установлено, что спорадические отражения от областей Е и Р. ионосферы с частотой > 1 МГц расположены полярнее узкого гтрова-' ла ионизации.

Явление быстрых субавроральных ионных дрейфов в неосвещенной ионосфере приводит к дополнительному углублению " существующего главного ионосферного провала вблизи его полярной стенки, а в освещенной ионосфере - к созданию узкого провала, который в ходе своего временного развития трансформируется в главный провал ионизации. В работе разработана и предложена методика определения узких провалов ионизации по данным наземного радиозондирования ионосферы, которая многократно апробирована по одновременным измерениям со спутников и с наземных ионозондов Якутской меридиональной цепочки станций. На основе разработанной методики по данным многолетних наблюдений на Якутской цепочке ионосферных станций, а также но прямым измерениям Ие на борту спутника "Кос-мос-900" за 1977-79 г.г. (анализу подвергнуто 2000 пролетов спутника) исследованы пространственно-временные характеристики узких провалов ионизации на высотах области V.

Одновременные измерения в нижней Р-области (наземные ионозон-ды), в верхней Г-области (спутник ДЕ-2) и на высотах плазмосферы (спутник ДЕ-1) над меридианом Якутской цепочки станций показали, что узкий провал концентрации электронов и, соответственно, полоса быстрых субавроральных ионных дрейфов располагается вблизи, но внутри плазмопаузы (т.е. экваториальнее). Поэтому можно полагать. что поляризационный джет является важным фактором в возникновении "оторванных" от плазмосферы облаков плотной плазмы, неоднократно наблюдавшихся после суббурь в ночном и вечернем секторах субавроральной магнитосферы.

По измерениям методом Д1, а также и другими наземными методами и по наблюдениям со спутников на последовательных витках получены 'оценки характерного времени существования явления поляризационного джета - узкой струи быстрого дрейфа к западу. Это явление имеет характерную длительность (при наблюдении на одном меридиане) 2-3 часа, после чего образуемый им узкий провал, уплощаясь, сливается с ГИП. Хотя одновременно растет и МЫ, эта оценка существенно не искажена наложением долготного хода, так как синхронные измерения на других станциях., расположенных к востоку, показали подобные данные. Таким образом, возникновение полосы быстрого

дрейфа в субавроральной области может быть одним из важных механизмов образования главного провала ионизации, особенно в вечернем и околополуночном секторах местного времени.

Анализ геофизической обстановки (по данным магнитовариационных станций и АЕ-индексу) в моменты возникновения явления быстрых су-бавроральных ионных дрейфов по наземным данным показал, что их появление связано с усилением магнитной активности и/или с развитием магнитосферных суббурь на полуночном меридиане. Исследование связи этого явления с пульсациями типа Р12 также указывает на то, что процессы, ответственные ьа возникновение сильных локальных электрических полей, связаны с развитием магнитосферных суббурь.

Исследование взаимосвязи быстрых субавроральных ионных дрейфов с изменениями параметров ММП показало, что развитие этого явления связано также с характерными вариациями ММП: перед регистрацией поляризационного джета вертикальная компонента поворачивается к югу, а при постоянстве Вг резкие изменения испытывает азимутальная компонента ММП.

Связь моментов появления узкой полосы быстрого дрейфа ионов к западу с Бэс-индексом, характеризующим интенсивность кольцевого тока, наблюдается по данным станции Якутск, расположенной внутри плазмосферы, а по измерениям высокоширотных станций (Жиганск, Тикси) корреляция отсутствует. Значимая корреляция регистрируется также между развитием поляризационного джета и появлением геомагнитных пульсаций типа КУП.

В конце данной главы проведен анализ различных механизмов генерации сильных • локальных электрических полей вблизи проекции плазмопаузы. Приведено сопоставление результатов численного моделирования быстрых субавроральных ионных дрейфов и формируемых ими узких провалов ионизации по механизму,- предложенному М.Г.Демино-вым и В.А.Шубиным, с данными, полученными на спутнике ДЕ-2 и на Якутской цепочке ионосферных станций. Результаты такого сравнения теоретических и экспериментальных данных за конкретный день показали вполне удовлетворительное согласие. Тем не менее в работе сделан вывод о том, что существующие механизмы генерации поляризационного джета не удовлетворяют всем наблюдаемым экспериментальным фактам. Одним из таких фактов является вопрос о том, почему не все наблюдаемые суббури сопровождаются развитием явления быстрых субавроральных ионных дрейфов.

Четвертая глава посвящена "изучению роли магнитосферно-ио-носферного взаимодействия на формирование основных плазменных структур внутренней магнитосферы и верхней ионосферы на широтах субавроральной'зоны.

Одним из наиболее существенных вопросов физики субавроральной ионосферы является проблема в?аимного расположения главного провала ионизации и проекции плазмопаузы. Для решения этого вопроса в данной работе были сопоставлены результаты прямых измерений положения плазмопаузы с высокоапогейных спутников на высотах плаз-мосферы над регионом Якутии с одновременными наблюдениями положения полярной стенки главного провала ионизации на высотах Р-об-ласти ионосферы, определенного методами ВЗ и НОР на меридиональной цепочке станций. По достаточно большой статистике сопоставленных случаев (более 20 случаев) показано, что эти структурные границы пространственно совпадают с точностью ±100 км на уровне ионосферы в ночном секторе магнитосферы для условий 2<Кр<5.~ Отсюда следует важный вывод о том, что в описанных условиях главный ионосферный провал на высотах максимума Р-области располагается на силовых трубках," лежащих внутри плазмосферы.

В главе рассмотрены трудности, возникающие при определении понятия плазмопаузы. Обычно плазмопауза рассматривается согласно ее классической интерпретации как "последняя замкнутая эквипотенци-аль" (ПЗЭ) в стационарной картине электрического дрейфа тепловой плазмы в магнитосфере. Одно из часто используемых определений -резкий спад концентрации ча радиальном профиле плотности тепловой плазмы ("колено") - ока?лось весьма уязвимым, т.к. реальные радиальные профили концентрации в экваториальной плоскости могут быть пологими, содержать, несколько ступеней, дополнительные максимумы. Другой вариант эмпирического определения плазмопаузы -■ ее отождествление с внутренней границей интенсивных продольных потоков сверхтепловых ионов Н+ по сравнению с изотропным распределением тепловых ионов на меньших Ь-оболочках - тоже встречает определенные сложности из-за того, что скорость и характер питч-углового распределения ионов на больших высотах, очевидно, не прямо связано с мгновенным положением ПЗЭ. Поэтому и при таком определении плазмопаузы возможны расхождения между данными различных экспериментов, обусловленные лишь терминологическими причинами.

В работе предложена и подтверждена многочисленными и разнородными экспериментальными данными гипотеза о существовании мгновенной границы крупномасштабной магнитосферной конвекции на экваториальной кромке плазменного слоя (в форме узкого альфвеновского слоя). совпадающая с ГДВ и с проекцией плазмопаузы в периоды слабых и умеренных возмущений. Положение этой границы определяется предисторией геомагнитной активности, а форма задается статистической моделью ГДВ. На основе изложенных выше представлений о природе плазмопаузы и ГДВ становится возможным провести модельные расчеты радиальных профилей тепловой плазмы в экваториальной плоскости, которые учитывают мгновенную картину конвекции с ее границей, предистории эволюции этой картины и динамику процессов заполнения магнитосиловых трубок ионами субавроральной ионосферы.

•Результаты сопоставлений модельных расчетов и экспериментальных профилей концентрации тепловой плазмы в плазмосфере по измерениям с высокоапогейных спутников показали удовлетворительное согласие в отношении предсказания Ь-оболочки значительных перепадов электронной концентрации внутри и на границе плазмосферы. Таким образом, эти результаты в целом подтверждают представления о ГДВ и соответственно о плазмопаузе как об альфвеновском слое -узкой полосе резкого изменения характеристик конвекции, обусловленного экранированием крупномасштабного электрического поля магнитосферы на этой границе.

Для дальнейшего совершенствования описанной модели конвекции (в частности, учет нейтрального ветра, проникновения магнитосфер-ного поля во внутрь плазмосферы, введение в модель поля поляризационного джета), а также модели скорости заполнения силовой трубки тепловой плазмой с учетом эффектов нагрева и ускорения тепловых ионов, особенно во время возмущений.

Предложен наглядный текущий индекс геомагнитной активности в виде положения полярной стенки главного ионосферного провала. Предлагаемый индекс выгодно отличается от существующих индексов геомагнитной активности ясным физическим смыслом, способностью быть определенным в реальном времени как по спутниковым измерениям, так и по непрерывному мониторингу полярной стенки ГИП на меридиональной цепочке ионосферных станций.

В заключении сформулированы основные результаты работы, выделены наиболее важные направления дальнейших экспериментальных

исследований для выяснения нерешенных проблем физики субаврораль-ной ионосферы. В заключении отмечено, что анализ обширного экспериментального материала, приведенного и обсужденного в данной работе. позволил выяснить' основополагающую роль ионосферно-магни-тосферного взаимодействия на формирование крупномасштабной структуры субавроральной ионосферы и предложить следующую обобщенную стационарную картину (вне периодов суббурь) физических процессов во внутренней магнитосфере и верхней ионосфере, взаимно согласующихся между собою.

В периоды слабой и умеренной магнитной активности (Кр=2-4) в неосвещенное время суток крупномасштабное электрическое поле-маг-нитосферной конвекции играет определяющую роль в формировании структуры высокоширотной ионосферы до широт проекции плазмопаузы, которая совпадает с экваториальной границей зоны диффузных вторжений малоэнергичных электронов. Было показано, что высыпания этих электронов образуют резкую полярную стенку главного ионосферного провала, что особенно четко проявляется в вечерние и околополуночные часы. В утреннем секторе важное влияние в образовании полярной кромки главного провала могут иметь процессы конвекции ионосферной плазмы. Как видно из результатов работы, на этой границе (т.е. в области полярной стенки главного провала), параметры скоростей дрейфа ионизации области Г претерпевают резкие изменения: наблюдается явление разворота направления дрейфа с западного на восточное, сильно возрастают значения модуля скоростей. Следовательно, эту область можно отождествить с границей крупномасштабной магнитосферной конвекции. Экваториальнее этой границы действие электрических полей магнитосферной конвекции сильно ослабляется (возможно, из-за эффектов экранировки) и на широтах минимума главного ионосферного провала доминирует электрическое поле северного направления с амплитудой порядка 5-15 мВ/м за весь период неосвещенного времени суток, что можно объяснить действием механизма возмущенного ионосферного динамо. Таким образом получается, что в описанных условиях основная структурная особенность субавроральной ионосферы - главный ионосферный провал - располагается внутри плазмосферы и его формирование обусловлено картиной конвекции плазмы области Г на этих широтах, которая обеспечивает "застой" ионизации в этой зоне и уменьшение электронной концентрации из-за обычных рекомбйнационных процессов

при отсутствии источников ионизации.

Для физического понимания и теоретического моделирования этих процессов наиболее важным моментом является учет скорости движения нейтрального газа, его взаимодействия с окружающей плазмой. В модельных расчетах скорость нейтральных частиц обычно полагают пренебрежимо малой по сравнению со скоростями ионизированной составляющей ионосферной плазмы, хотя результаты экспериментальных исследований ясно показывают, что это далеко не так.

Описанная выше картина процессов верна, конечно, только для стационарного случая, т. е. без учета резких изменений этих процессов в периоды магнитосферных суббурь и магнитных бурь.

В периоды магнитосферных возмущений вся структура субаврораль-яой ионосферы становится очень динамичной и она претерпевает резкие изменения своих параметров как по времени, так и по прост-оанству. Так, например, экваториальная граница диффузных вторже--шй может сместиться на несколько градусов к экватору за десгятки мнут. В эти моменты времени вблизи проекции плазмопаузы возника-от локальные интенсивные электрические поля, направленные к полю-:у, которые достигают на ионосферных высотах рекордных значений зплоть до долей вольта на метр. В этой узкой полосе быстрых су-Завроральных ионных дрейфов к западу скорости становятся сверхзвуковыми, скачком возрастают электронная и ионная температуры, а также температура нейтралов из-за фрикционного нагрева. Как ¡ледствие этих процессов формируются узкие провалы ионизации в )бласти Г. В субавроральной зоне происходят также сложные фотохи-шческие процессы, обусловленные выносом метастабильных возбуж-¡енных атомов и молекул нейтрального гада с авроральных широт в гериоды возмущений, локализованными вспышечными и широкомасштаб-[ыми диффузными высыпаниями энергичных частиц после суббури, рез-жми возрастаниями электронной температуры и др. Поэтому данная >бласть характеризуется своеобразными явлениями в свечении верх-[ей атмосферы (красные стабильные дуги, обособленные дуги и пятна :ияний, сложная структура фонового свечения, оптические вспышки и [ульсации).

Все эти сложные процессы еще не до конца изучены эксперимен-■ально, отсутствуют общепринятые физические и математические модели этих явлений. Следовательно, дальнейшие комплексные исследо-;ания процессов в субавроральной ионосфере представляет собой за-

дачу ближайшего будущего и автор надеется, что полученные в диссертации результаты внесут существенный вклад в эти исследования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мамруков А.П. Характеристики спокойной и возмущенной ионосферы над Якутском // Научный отчет, инв.Ы 2948,- Якутск, фонды ИКФИА.-1966.

2. Rodger A.S.,Moffett R.I.,Quegan S. The rôle of Ion drift ln ffie formation of ionizatlon troughs ln the miû- and high-latitude ionosphere - a review // J. Atmos. Terr. Phys.-V. 54, N 1.-1992.-pp. 1-30.

3. Жеребцов Г.A., Мизун Ю.Г., Мингалев B.C. Физические процессы в полярной ионосфере // М.: Наука.-1983.-232 с.

4. Ляцкий В.Б., Мальцев Ю.П. Магнитосферно-ионосферное взаимодействие // М.: Наука.-1983.-192 с.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Гальперин Ю. И., Сивцева Л. Д.. Филиппов В. М., Халипов В. Л. Субавроральная верхняя ионосфера-Новосибирск:Наука.-1990.-192 с.

2. Мамруков А. П., Филиппов В. М., Халипов В. Л., Зикрач Э. К. Исследование неоднородной структуры субавроральной ионосферы методом ВНЗ // Актуальные вопросы распространения декаметровых радиоволн. - М. : Наука. -1973. -Секция 4. -С. 145-147.

3. Филиппов В.М. Экспериментальные исследования распрстранения КВ радиоволн в период F-рассеяния // Физические явления в атмосфере высоких широт.- Якутск: ЯФ СО АН СССР,- 1977.-С.20-27.

4. Филиппов В. М., Прокопьев В.Н.. Иванов А.К. Измерение дрейфа мелкомасштабных неоднородностей области F ионосферы в г.Томмоте Якутской АССР // Исследования по космофизике и аэрономии.-Якутск: ЯФ СО АН СССР.- 1975.-С.119-126.

5. Корякин А. Г.. Филиппов В.М., Прокопьев В.Н., Иванов А. К. Экспериментальные исследования дрейфа мелкомасштабных неоднородностей ионосферы в г.Томмоте Якутской АССР // Некоторые вопросы физики, - Якутск: ЯГУ.-1975.-С. 65-72.

6. Филиппов В. М., Халипов В.Л., Кершенгольц С.З. О связи положением плазмопаузы и локализацией главного провала ионизации /7

Всесоюзное совещание по крупномасштабной структуре субавроральной ионосферы: Тез. докл. - Якутск: ЯФ СО АН СССР. -1981.-С.5.

7. Филиппов В.М.,Югов В.А.,Решетников Д.Д. Измерения нейтрального ветра и дрейфа плазмы F-области высокоширотной ионосферы // Неоднородности в ионосфере.-Якутск: ЯФ СО АН СССР.-1981.-С.72-75.

8. Филиппов В. М. .Иванов А.К. .Корякин А.Г., Решетников Д. Д. Дрейф неоднородностей ионизации в области F-ионосферы на субавро-ральных широтах // Структурные особенности субавроральной ионосферы. -Якутск: ЯФ СО АН СССР.-1979.-С.10-15.

9. Филиппов В. М.. Решетников Д. Д., Никитин В. И. Динамика ионосферной плазмы на широтах субавроральной зоны // Неоднородности в ионосфере.-Якутск:ЯФ СО АН СССР.-1981.-С.79-84.

10. Сивцева Л. Д. .Филиппов В.М.. Халипов В. Л. и др. Исследования среднеширотного ионосферного провала с помощью наземных геофизических методов и синхронных измерений со ' спутников // Космич.исслед.-1983.-Т. 21, вып. 4. -С. 584-608.

И. Сивцева Л. Д. .'Филиппов В.М., Халипов В. Л. и др. Координированные исследования среднеширотного ионосферного провала с помощью наземных геофизических методов и измерений со спутников "Ореол-1" и "0реол-2" // Препринт.-М.: ИКИ АН СССР.-Пр.-724-1982. -55 с.

12. Сивцева Л.Д.,Филиппов В.М.,Халипов В.Л. и др. Координированные исследования .процессов в субавроральной верхней ионосфере и провала концентрации легких ионов // Космич. исслед.-1984.-Т.22, вып.5.-С.720-741.

13. Slvtseva L.D., Fllippov V. М., Khallpov V. L. et al. Research of Processes In the Region of Ionospheric Plasmapause Projection on Ground Measurements and ARCAD-1 and ARCAD-2 Experiment Data // IAGA Bull. N48. Gamburg. 1983. P. 259.

14. Филиппов В.M., Решетников Д.Д:, Соловьев В.С: Измерительный комплекс пространственно-разнесенного приема с малой базой (метод Д1) в Якутске, Жиганске, 'Тикси'// Комплексные"исследования авроральной и субавроральной ионосферы.-Якутск: ЯФ СО АН СССР. -1983.-С. 118-121.

15. Филиппов В,М., . Решетников Д.Д., Соловьев B.C. и др. Особенности конвекции плазмы на широтах главного провала ионизации // Физические процессы в околоземной плазме.^Якутск: ЯФ СО АН СССР.-1984;-С.-120-124. ■■..:'

16. Филиппов В.М. эмпирическая модель конвекции плазмы на„ши-ротах главного провала ионизации // Геомагн. и- аэрон. -1984.-Т.24, N3.-С.515-517.

17. Филиппов В. М.!,Шестакова Л. В.,Гальперин Ю. И. Полоса быстрого дрейфа ионов в субавроральной ^области и ее проявление в структуре высокоширотной ионосферы // Космич. исслёд.-1984.-Т. 22,, вып.4:-С.557-564.

18. Galperin Yu. I.. Khallpov V.L.Filippoy V.M. Signature o: rapid subauroral ion drifts in the high-latitude ionosphere structure // Ann.Geophys. 1986.V.4, N A2.P.145-154.

19. Филиппов В.М., Решетников Д.Д., Соловьев B.C. Картина конвекции плазмы й области главного ионосферного провала // V Всесоюзное совещание по динамическим процессам в'верхней атмосфере Земли: Тез. докл. -Обнинск, Гидрометеоиздат, 1985. -С.19-20.

20. Филиппов В.М.,Корякин А.Г. Дрейфовые измерения в субавроральной зоне // Физические процессы в субавроральной _ионосфере.-Якутск: ЯГУ. -1985. -С. 3-12.

21. Филиппов В.М., Решетников Д. Д., Соловьёв В.С., Степанов А. Е. Наземные измерения полосы быстрого западного ионного дрейфа // Физические процессы в субавроральной ионосфере.- Якутск: ЯГУ. -

1985.-С.13-16.

/

22. Соловьев В.С.,Кириллин А. В.. Баркова t. С., Филиппов В.М. Геомагнитные пульсации типа КУП и динамика ионосферной плазмы на высотах области F // Якутск:® СО АН СССР.-1987.-С. 3-8.

23. Сивцева Л. Д., Филиппов В. М. .Хадипов В..Л. и др. Структурные особенности субавроральной ионосферы по результатам комплексных измерений за 24 ноября 1984 года // Полярные геомагнитные явления: Тез.докл.Международного симпозиума 25-31 мая 1986.- Суздаль.

1986.-С.30.

24. Khalipov V.L.. Sivtseva ;L.D.. Filippo.v V.M. et al. Step-like profiles of electron density In the subauroral lower F-region in the morning sector and possible mechanisms of their formation during substorms : the 'comparison of data of ground-based ionosondes with the AURE0L-3 satellite measurements // Results of the ARCAD 3 project and of the recent programmes in magnetospherlc and ionospheric physics.Toulouse. 1984, edited by CNES , CEPADUES-EDITIONS. Toulouse. 1985. P. 895-916.

25.- Сивцева Л.Д.,Филиппов В.М. ,Халипов В.Л.,Гальперин Ю.-И.

Экспериментальные исследования физических процессов, ответственных за формирование крупномасштабной структуры субавроральной верхней^ионосферы // Всесоюз. симпо.з. по солнечно-земной физике: Тез. докл.. -Иркутск: СибИЗМИР. 1986. -С. 57,26. Филиппов В. М., Решетников Д. Д.. Соловьев В. С. .Андреев Р. П. Некоторые особенности дрейфа ионосферной плазмы в утреннем и вечернем секторах на субавроральных широтах // Высокоширотная ионосфера и магнитосферно-ионосферные связи.-Апатиты:КФ АН СССР,-

1986.-С.62-67. . • .

' 27. Филиппов В.М., Решетников Д.Д., Соловьев B.C., Степанов А.Е.,Андреев Р.П. Наблюдения методом Д1 полосы субаврорального ионного дрейфа// Комплексные исследования полярной ионосферы.-Апатиты: КФ АН СССР.- 1987.-С. 45-48.

28. Galperin Yu. I., Khallpov V.L., Filippov V.M., et al.Large, latitudinal Ionisation gradients in the subauroral . F-region during rapid ion drifts // Acta Geod.Geophys. Mont. Hung..

1987. V. 22, N 1/2. P. 97-106.

29. Ershova B. A.,Sivtseva L.D. .Filippov V.M. et al. Irregularities in the distribution of 0+ and H+ ions in the subauroral ionosphere // 'Acta Geod. Geoph.Mont. Hung. 1987. V22. M 1/2. P. 107-114.

30. Халипов В. Л., Филиппов В.M.,Степанов А. Е. Измерения и контроль крупномасштабных структур высокоширотной ионосферы при помощи меридиональной цепочки ионозондов // Тез. докл. XV Всесоюз.кон-ï>ep. по распр. радиоволн, Алма-Ата. М. : Наука, 1-987.- С. 25.

31. Филиппов В. М., Решетников-Д. Д., Соловьев В. С. и др. Результаты исследований дрейфа неоднородностей ионизации области F методом пространственно-разнесенного приема с малой базой на Зкутской меридиональной цепочке станций // Тез. докл. XV Зсесоюз.конфер.по распр. радиоволн, Алма-Ата. М. : Наука, 1987.- С. 38.

32. Филиппов В.М.,Алексеев В.Н.,Афонин В.В. Комплексные исследования высокоширотной верхней ионосферы с помощью спутниковых и 1аземных геофизических измерений // Структура и динамика полярных токовых систем.-Апатиты:КФ АН СССР,-1988.-С. 30-34.

33. Филиппов В.М., Алексеев В.Н. .Афонин В.В. Спутниковые и наземные измерения широтного распределения параметров верхней ионосферы в области главного провала ионизации // Космич.исслед. -

1988.-Т.26, вып. 2.-С.256-262.

34. Филиппов В. М., Решетников Д. Д., Халипов В. Л. и др. Комп-' лексные измерения узких провалов ионизации в области F наземными и спутниковыми методами // Космич". исслед. -1989. - Т. 27, вып. 4.-С. 568-584.

35. Решетников Д.Д.. Филиппов В.М., Баишев Д.Г. и др. Морфология и динамика узких провалов ионизации в субавроральной области F // Препринт,Якутск:ЯФ СО АН СССР.-1987.-39 с.

36. Galperln Yu.I., Slvtseva L.В., Fllippov V.M.. et al.Complex subauroral Investigation : subauroral band of rapid ion flow ("polarisation jet") and its effects in the structure of high-latitude ionosphere .// XIX General Assembly IUGG. Vancouver, Canada. Abstracts. 1987. V. 2. P. 566.

37. Филиппов В.М. .Сивцева Л.Д. Лалипоз В. Л. Экспериментальные исследования физических процессов, ответственных за формирование крупномасштабной структуры субавроральной ионосферы // Наблюдения искусственных небесных тел.-1988.-N84. часть 2.-С.180-186.

38. Гальперин Ю.И.,Филиппов В.М. .Сивцева Л.Д. .Халипов В. Л. Широта полярной стенки главного ионосферного провала как индекс уровня геомагнитной активности // Геомагн. и аэрон. -1989.-Т.29, N3.-С.389-393.

39. Соловьев В. С. .Гальперин Ю.И. ,3инин Л.В. .Сивцева Л. Д. .Филиппов В. М., Халипов В.Л. Диффузная авроральная зона. IX.Экваториальная граница диффузных вторжений электронов плазменного слоя как граница крупномасштабной конвекции в магнитосфере (плазмопау-за) // Космич. исслед.-1989:-Т. 27. вып. 2. -С. 232-247.

40. Афонин В.В..Филиппов В.М..Шестакова Л. В., Алексеев В. Н. Узкие провалы ионизации в области F по измерениям со спутника "Космос-900" и их сопоставление с наземными ионосферными наблюдениями /У Космич.исслед.-1989.-Т.27, вып.2.-С. 267-271.

41. Fllippov V.M. .Reshetnikov D. D.. Bayishev D. G., Shestakova L. V. Coordinated measurements of F-region plasma convection structures by the D1 method at main trough latitudes // Physical processes in the. trough region during disturbances. Garzau.GDR. 1988. P. 65-72.

42. Fllippov V.M. .Reshetnikov D.D.,Shestakova L.V. et al. Morphology of ionisation narrow troughs caused by fast subauroral ion drift ■ //Physical processes in the trough region during disturbances. Garzau, GDR. 1988. P. 79-86.

43. Крымский П.Ф.,Филиппов В.М. О генерации электрических полей вблизи плазмопаузы во время магнитосферных возмущений // Гео-магн. и аэрон.-1991.-Т.31.N3.-С. 552-554.