Пространственно-временные характеристики ионосферных неоднородностей средних широт по данным GPS-измерений полного электронного содержания

Астафьева, Эльвира Идияловна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Пространственно-временные характеристики ионосферных неоднородностей средних широт по данным GPS-измерений полного электронного содержания
ВАК РФ 25.00.29, Физика атмосферы и гидросферы

Автореферат диссертации по теме "Пространственно-временные характеристики ионосферных неоднородностей средних широт по данным GPS-измерений полного электронного содержания"

Российская академия наук Сибирское отделение Институт солнечно-земной физики

На правах рукописи

УДК 550.388.2

Астафьева Эльвира Идияловна

Пространственно-временные характеристики ионосферных неоднородностей средних широт по данным СР8-и:$мерений полного электронного

содержания

25.00.29 — физика атмосферы и гидросферы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Иркутск - 2005

Работа выполнена в Институте солнечно-земной физики Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель:

Доктор физико-математических наук, профессор Афраймович Эдуард Леонтьевич

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук, профессор Пономарев Евгений Александрович

Доктор физико-математических наук, профессор Попов Георгий Васильевич

Ведущая организация:

Сибирский физико-технический институт при Томском государственном университете

Защита состоится 29 марта 2005 г. в 9 час. на заседании диссертационного совета Д 003.034.01 при Институте солнечно-земной физики СО РАН (664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 126, ИСЗФ СО РАН).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИСЗФ СО РАН

Автореферат разослан

." февраля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Исследование физической природы, морфологии и динамических характеристик неоднородностей электронной концентрации является одной из ключевых задач физики ионосферы. Это вызвано не только чисто научным интересом к проблеме изучения атмосферы Земли как единой динамической системы, но и необходимостью решения ряда прикладных задач радиосвязи, радиолокации, навигации и т.п., поскольку такие неоднородности оказывают заметное влияние на характеристики распространяющихся радиосигналов. Среднемасштабные ионосферные неоднородности (ИН) с периодами ~1+20 мин вызывают диффузные отражения (^-рассеяние) в КВ диапазоне [7], приводят к фазовым и амплитудным мерцаниям в метровом и дециметровом диапазонах [14, 17], существенно снижая эффективность функционирования спутниковых радиотехнических систем, в частности, навигационных систем

Последние данные об искажениях сигналов GPS на средних широтах во время геомагнитных возмущений [2, 13] не укладываются в существующие модели ионосферных мерцаний [9] и классические представления о спектре ионосферных неоднородностей [9]. Известно, что основной вклад в мерцания регистрируемых на земле сигналов ИСЗ вносят мелкомасштабные ионосферные неоднородности с размерами порядка радиуса первой зоны Френеля dF = (Az)0J, где А - длина радиоволны, z - эффективное расстояние до слоя (для сигналов GPS dF составляет 150-250 м). Согласно теории слабого однократного рассеяния [9], для диапазона частот GPS (1.2-1.5 ГГц) предполагаются очень слабые мерцания с индексом в диапазоне 0.01-0.1, что не может привести к заметным изменениям амплитуды сигналов GPS.

В то же время при длительной регистрации сигнала геостационарного ИСЗ MARIS AT на частоте 1.5 ГГц были зарегистрированы аномальные глубокие вариации амплитуды типа одиночных импульсов длительностью от десятков до сотен секуад [17]. Данный тип мерцаний обозначен в [17] термином "spikes-type scintillation" (мерцания S-типа). Появление колебаний S-типа связывают с дифракцией или интерференцией на изолированных ионосферных неоднородностях (ИИН) размером порядка 10-100 км ("пузыри" и "глобулы"), расположенных чаще всего в области F и, реже, в Е-слое [14, 17]. В [7] показано, что подобные неоднородности могут вызывать явление /^рассеяния в KB диапазоне. Однако существующая экспериментальная база не позволяет построить адекватную модель изолированных ионосферных неоднородностей, поскольку такие события случайно распределены в пространстве и весьма редки во времени.

К настоящему времени остается открытой и проблема генерации ИН на средних широтах [6-7]. Известно, что в авроральных и экваториальных широтах высока вероятность образования сильных градиентов электронной

GPS, GALILEO и ГЛОНАСС [2].

концентрации и возбуждения ионосферных токов, что может привести к развитию различных видов неусгойчивостей ионосферной плазмы [7] На средних широтах увеличение плотности и градиентов плазмы наблюдается во время сильных магнитных бурь вследствие усиления авроральной активности [16]; однако выявление прямой связи между увеличением градиента электронной концентрации и ростом интенсивности ионосферных неоднородностей в эксперименте до последнего времени было весьма затруднено.

Появление в ионосфере крупномасштабных акустико-гравитационных волн (КМ АГВ), проявляющихся в виде перемещающихся ионосферных возмущений (ПИВ), может сопровождаться одновременным возникновением или усилением мелкомасштабных неоднородностей [6]. Механизм генерации в данном случае подобен градиентно-дрейфовой неустойчивости, роль внешнего электрического поля выполняет горизонтальная компонента скорости движения нейтральных молекул; при этом возможность образования мелкомасштабных неоднородностей зависит от относительной амплитуды крупномасштабных волн [6] - для более интенсивных ПИВ наличие мелкомасштабной структуры более вероятно Достоверного экспериментального подтверждения эффективности такого механизма в условиях среднеширотной ионосферы до сих пор не получепо.

Среди известных механизмов генерации ионосферных неоднородностей следует выделить образование ИН в сейсмически активных регионах вследствие усиления литосферно-ионосферных взаимодействий в периоды подготовки сильных землетрясений, приводящих к активной генерации АГВ [8]. Эти волны, распространяясь до ионосферы, создают возмущения плазмы, достаточные для возбуждения плазменных нсустойчивостей, приводящих к возникновению ионосферных неоднородностей различных масштабов [8]. Подтверждение этой гипотезы создавало бы основу для разработки метода мониторинга сейсмоопасных районов с целью предсказания землетрясений.

многочисленные теоретические исследования в данной области, до сих пор нет удовлетворительной количественной модели преобразования акустического возмущения от подземного источника в ионосферное возмущение. В значительной степени это обусловлено тем, что для построения такой модели необходимы сведения не только о временных характеристиках возмущений, но и о форме волнового фронта и скорости перемещения в ближней и дальней зоне источника; в литературе такие данные не опубликованы.

Для решения указанных выше задач требуется получение статистически значимых наборов экспериментальных данных с хорошим пространственно-временным разрешением, которые позволили бы проследить не только морфологические, но и динамические характеристики ИН: направление и скорость распространения, положение возможного источника возмущения. Другое важное требование заключается в непрерывности и глобальности наблюдений.

Такую возможность впервые предоставляет использование международной наземной сети двухчастотных приемников навигационной системы GPS, насчитывающей к началу 2005 г. более 2500 пунктов и предоставляющей данные в международной сети Internet, что открывает новую эпоху глобального, непрерывного и компьютеризированного мониторинга ионосферных возмущений Разрабатываемый в ИСЗФ СО РАН комплекс GLOBDET глобального детектирования и мониторинга ионосферных возмущений по данным измерений вариаций полного электронного содержания (ПЭС) отличается от ранее известных средств радиозондирования ионосферы непрерывностью наблюдений, высокой чувствительностью и пространственно-временным разрешением, а также технологичностью обработки данных. GPS-детекгор является важным дополнением к классическим средствам радиозондирования ионосферы: ионозовдам, KB радарам возвратно-наклонного зондирования SuperDARN, радарам некогерентного рассеяния, MST - радарам и т.д.

Для получения более полной геофизической картины данные глобальной сети приемников GPS необходимо рассматривать одновременно с представленными в Internet данными ионосферных (сеть SPIDR) и магнитовариационных (сеть INTERMAGNET) станций.

Прел мегом исследования настоящей диссертации являются ионосферные неоднородное га средних широт, проявляющиеся в вариациях полного электронного содержания в форме колебаний или апериодических возмущений в диапазоне периодов 1-20 мин.

Целью работы является исследование характеристик ионосферных неоднородностей среднеширотной ионосферы по данным GPS-измерений полного электронного содержания на глобальной сети приемников GPS.

Для досшжения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Создание баз данных глобальных сетей GPS, SPIDR и INTERMAGNET за период 1997-2003 г.г., необходимых для определения структурных и динамических параметров ионосферных неоднородностей.

2. Исследование морфологии среднемасштабных изолированных ионосферных неоднородностей (зависимости вероятности появления от местного времени, уровня геомагнитной активности, времени года и т.д), определение их пространственно-временных характеристик.

3. Исследование влияния ионосферных неоднородностей на амплитудные и фазовые характеристики сигналов GPS во время геомагнитных возмущений.

4. Проверка гипотезы об увеличении интенсивности ионосферных неоднородностей в областях с высокими значениями градиентов электронной концентрации и при распространении интенсивных крупномасштабных ПИВ.

5. Проверка гипотезы об усилении генерации АГВ в эпицентральной области перед землетрясениями с помощью GPS-радиозондирования.

6. Разработка метода определения времени «включения» и локализации источника ионосферных возмущений, генерируемых при землетрясениях, и определение на его основе параметров источника на примере сильных землетрясений.

Научная новизна исследования:

1 Впервые на основе анализа данных глобальной сети приемников GPS за 210 суток 1997-2003 г.г. изучены морфологические и пространственно-временные характеристики аномальных флуктуаций ПЭС в форме одиночных апериодических отрицательных импульсов длительностью порядка 10 мин Установлено, что подобные вариации соответствуют анизотропным изолированным ионосферным неоднородностям с обедненной электронной концентрацией.

2 Впервые по результатам исследований ионосферных эффектов магнитных бурь 2000-2003 г.г. с использованием данных глобальной сети GPS подтверждены теоретические модели, в рамках которых усиление интенсивности ионосферных неоднородностей на средних широтах обусловлено увеличением градиентов электронной концентрации. Показано, что градиенты, обусловленные глобальным перераспределением ионизации

во время магнитной бури, могут усиливаться при распространении интенсивных крупномасштабных перемещающихся возмущений аврорального происхождения. Этот процесс сопровождается искажениями сигналов GPS и увеличением погрешности GPS-позиционирования.

3. Впервые на основе разработанного в диссертации метода определения времени «включения» и локализации источника ионосферных возмущений, генерируемых при землетрясениях, показано, что ионосферное возмущение распространяется от «вторичного» источника, расположенного в ионосфере над эпицентром, с фазовой скоростью, близкой к скорости звука на высотах F-области ионосферы.

Достоверность результатов, представленных в диссертации, обусловлена использованием физически обоснованных методов и представительной статистикой наблюдений. Полученные в экспериментах физические характеристики находятся в качественном и количественном согласии с результатами исследований, опубликованных ранее другими авторами.

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты и разработанные в диссертации методы могут быть использованы для разработки моделей ионосферных неоднородностей, обусловленных литосферно-ионосферными процессами и геомагнитными возмущениями, сопровождающимися искажениями сигналов спутниковых навигационных систем (GPS, ГЛОНАСС, GALILEO) и снижением эффективности их функционирования.

Личный вклад автора

Основные результаты работы являются оригинальными и получены либо лично автором, либо при его непосредственном участии. Автору принадлежат:

1. Создание и обработка баз данных глобальной сети приемников GPS, глобальных сетей магнитовариационных станций INTERMAGNET и ионосферных станций SPIDR для 210 суток 1997-2003 г г.

2. Исследование морфологических особенностей апериодических колебаний ПЭС S-типа.

3. Определение динамических и структурных характеристик среднемасштабных ИИН по данным измерений ПЭС на сети приемных станций GPS.

4. Исследование связи флуктуаций амплитуды и фазы сигналов GPS и ошибок GPS-позиционирования во время сильных магнитных бурь 20002003 г.г.

5. Исследование изменения спектра ионосферных неоднородностей при распространении интенсивных КМ ПИВ.

6. Проверка гипотезы об усилении генерации АГВ в эпицентральной области перед землетрясениями.

7. Исследование пространственно-временных характеристик ионосферных неоднородностей, возникающих при землетрясениях, в ближней и дальней зонах источника возмущений.

Автор принимал непосредственное участие в разработке метода визуализации пространственного распределения амплитуды вариаций ПЭС, метода определения времени «включения» и локализации источника ионосферного возмущения, генерируемого при землетрясениях, а также в оценке параметров ионосферных откликов на землетрясения 4 июня 2000 г. и 25 сентября 2003 г.

Апробация работы

Основные результаты и выводы, приведенные в диссертации, докладывались и обсуждались на Байкальской научной молодежной школе по фундаментальной физике БШФФ-2002, БШФФ-2003, БШФФ-2004, Иркутск; международном симпозиуме URSI-2002, Maastricht, 2002; VIII международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь", Воронеж, 2002; XX всероссийской конференции по распространению радиоволн, Нижний Новгород, 2002; на конференции "Дистанционное зондирование поверхности Земли и атмосферы", Иркутск, 2003; на "Поляковских чтениях", Иркутск, 2002, 2004; на международном симпозиуме COSPAR-2004, Париж, 2004; на III международной конференции "Солнечно-Земные связи и электромагнитные предвестники землетрясений", с. Паратунка, Камчатской обл., 2004; на международной конференции "Солнечно-земная физика", Иркутск, 2004; на международном симпозиуме Beacon Satellite Symposium (BSS-2004), Италия, 2004 г, а также на семинарах в ИСЗФ СО РАН, на физическом факультете Иркутского государственного университета, в Сибирском физико-техническом институте при Томском государственном университете, г. Томск.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Установлено, что аномальные флуктуации полного электронного содержания в форме одиночных апериодических отрицательных импульсов длительностью порядка 10 мин составляют не более 1% от общего числа наблюдений. Амплитуда S-вариаций превышает амплитуду фоновых 10-мин флуктуации полного электронного содержания в магнитоспокойный период в 40 раз. Максимум появляемости S-вариаций ПЭС приходится на ночные и утренние часы в весенний и осенний периоды, независимо от индекса геомагнитной возмущенности Dst. Показано, что подобные вариации соответствуют анизотропным изолированным ионосферным неоднородностям с обедненной электронной концентрацией.

2. Глубокие вариации напряженности магнитного поля во время главной фазы магнитной бури сопровождаются на средних широтах резким возрастанием интенсивности широкого спектра ионосферных неоднородностей, которые вызывают сильные искажения сигналов GPS и увеличение погрешности позиционирования в системе GPS. Впервые по данным глобальной сети GPS экспериментально подтверждены теоретические модели, в рамках которых усиление интенсивности ионосферных неоднородностей обусловлено увеличением градиентов электронной концентрации. Показано, что интенсивные крупномасштабные перемещающиеся возмущения аврорального происхождения усиливают «фоновые» градиенты электронной концентрации, образующиеся при глобальном перераспределении ионизации во время главной фазы магнитной бури.

3. Показано, что источник ионосферных возмущений, генерируемых при сильных землетрясениях, расположен на высоте F-области ионосферы над эпицентром; скорость распространения возмущения соответствует скорости звука на этой высоте. Этот результат получен с применением предложенного в диссертации метода определения времени «включения» и локализации источника волнового возмущения.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и библиографического указателя, содержащего 194 ссылки. Общий объем диссертации - 208 страниц, включая 5 таблиц и 44 рисунка.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, отражена актуальность ее темы, сформулированы цели диссертации и решаемые задачи, приведено краткое содержание диссертации. Обзор литературы дается в каждой главе отдельно.

В первой главе описаны современные методы мониторинга ионосферных неоднородностей сигналами спутниковой радионавигационной системы GPS, приведены общие сведения о системе GPS и о глобальной сети двухчастотных приемников GPS. Изложен метод определения полного электронного содержания по данным двухчастотных фазовых измерений в системе GPS, метод измерения скорости и направления перемещения ионосферных неоднородностей с использованием решеток приемников GPS, дано краткое описание используемого в работе автоматизированного программного комплекса глобального GPS-детектора ионосферных возмущений естественного и техногенного происхождения GLOBDET, разрабатываемого в ИСЗФ СО РАН.

Использование GLOBDET позволяет детектировать неоднородности ионизации и волновые процессы в ионосфере в широком диапазоне значений амплитуд и периодов, при этом ошибка определения ПЭС для одного стандартного 30-с интервала усреднения не превышает 1014 м"2. Вследствие интегрального характера измерений ПЭС полученные в диссертации результаты относятся к возмущениям ПЭС dl, а не к локальным неоднородностям электронной концентрации dN. Исследования соответствия полученных при трансионосферном зондировании пространственно-временных характеристик ПЭС локальным характеристикам возмущений в ионосфере [19] показали, что детектируемые возмущения ПЭС dl полностью повторяют горизонтальную часть соответствующего локального возмущения dN и могут быть использованы в экспериментах по определению временных и пространственных характеристик ионосферных возмущений (в горизонтальной плоскости).

Во вюрой главе представлены результаты исследования морфоло! ических и пространственно-временных характеристик изолированных ионосферных неоднородностей, описан метод детектирования одиночных апериодических колебаний S-типа в вариациях ПЭС, соотве!Ствующих изолированным ионосферным неоднородностям

Из более чем 1600000 рядов вариаций ПЭС длительностью 2.3 ч опирались вариации, среднеквадратичное отклонение (СКО) которых превышало заданный порог с. Обсуждаемая в работе статистика получена для £=0.1 TECU (Total Electron Content Unit, 1016 м"2), значительно превышающего амплитуду фоновых флуктуаций ПЭС с периодами порядка 10 минут [12]. Далее, для каждою ряда проверялось выполнение условия "одиночности" выброса ПЭС.

Рис.1 иллюстрирует процесс отбора колебаний ПЭС S-типа. На Рис. 1а приведен пример слабовозмущенных вариаций "вертикального" ПЭС I(t), зарегистрированных И февраля 2001 г. на станции COCO (12.2°S; 96.8°Е; номер ИСЗ PRN30). На рис. 16 даны отфильтрованные из исходного ряда I(t) вариации dl(t). Пунктирными горизонтальными линиями показан заданный порог б. СКО вариаций dl(t) в данном случае составляет 0.007 TECU, т.е. не достигает заданного порога £=0.1 TECU.

ВАКО, PRN 26 В.

14 0 14 5 Время, UT

140

Время, UT

Рис. 1. Иллюстрация отбора апериодических отрицательных возмущений ПЭС И-типа.

На рис. 1в и 1г изображены те же зависимости, что и на рис. 1а и 16, но для станции ВАКО (06.5°8; 106.8°Е; номер ИСЗ Р1Ш26) Из рис 1в, г видно, что на фоне медленных изменений ПЭС уверенно выделяется необычный для фоновых возмущений ПЭС апериодический одиночный импульс длительностью ЛТ порядка 10 мин. Момент времени /„,„„ соответствующий минимальному значению Атт отфильтрованной вариации ПЭС <11 отмечен на рис.1 г зачерненным треугольником. Длительность ЛТ определена по уровню 0.5 Атт.

Оказалось, что одиночные апериодические отрицательные выбросы в вариациях ПЭС длительностью порядка 10 мин наблюдаются в 1% общего числа рядов ПЭС. Наиболее вероятное значение амплитуды одиночных возмущений ПЭС Б-типа составляет 0.2 ТЕСи, что в 40 раз превышает средние значения амплитуды фоновых вариаций ПЭС с периодом 10 мин для магнитоспокойного периода [12]. Отрицательное значение отклонения ПЭС от

фона в S-вариациях свидетельствует о том, что подобные возмущения ПЭС вызваны ионосферными неоднородностями с обедненной концентрацией по отношению к фоновой ионизации.

Проведенный в работе анализ выявил ряд зависимостей параметров апериодических колебаний ПЭС от различных факторов-

• сезонная зависимость имеет максимумы весной и осенью;

• суточное распределение имеет максимумы в ночные и утренние часы, примерно с 00:00 до 07:00 и с 23:00 до 24:00 местного времени LT;

• ионосферные неоднородности, проявляющиеся в вариациях ПЭС в виде апериодических колебаний S-типа, представляют собой хорошо выраженное локальное явление - в 90 % случаев радиус пространственной корреляции не превышает 500 км;

• явной зависимости появляемости мерцаний S-типа от индекса геомагнитной возмущешгости Dst не выявлено.

Оценка динамических характеристик ИН выполняется по данным за 5 октября 2001 г. В этот день между 07:00 и 21:00 UT на ряде станций GPS, расположенных в Калифорнии, США (220-260°Е; 28-42°N), были зарегистрированы многочисленные события, соответствующие S-вариациям ПЭС. Для указанного интервала времени 07:00 18:00 UT и выбранного долготного диапазона местное время менялось от 00:00 до 10:00 LT, так что условия эксперимента были характерны для ночной и утренней ионосферы.

На рис. 2 (а-г) изображены зависимости значений широты Nt подыоносфертшх точек (проекции точек пересечения луча на ИСЗ с поверхностью на уровне максимума электронной концентрации ионосферы) от времени tmm>„ соответствующие каждому возмущению S-типа, обнаруженному за этот день по данным станций GPS заданного региона; на рис. 2 (д-з) - то же для долготы Е, подыоносферных точек и tmn, где i - номер события. Буквами А, В, С, D на рис. 2 отмечены "треки" подыоносферных точек, соответствующих резким апериодическим колебаниям ПЭС.

Из широтных зависимостей видно, что каждому моменту времени соответствует несколько событий S-типа с близкими значениями координат N„ причем можно отметить хорошо выраженное монотонное перемещение подыоносферных точек в северном меридиональном направлении. Зная диапазон перемещения ИН по широте и интервал времени, соответствующий этому перемещению, легко определить приближенное значение меридиональной проекции скорости перемещения V\ ~ 200 м/с.

Из сравнения зависимостей долготы Е, от /„„„, можно сделать вывод о существенно большей пространственной протяженности движущейся неоднородности по долготе. Из рис.2 видно, что в отдельные моменты времени только одна неоднородность фиксируется множеством S-вариаций на разнесенных подыоносферных точках, следовательно, ионосферные неоднородности носят явно выраженный изолированный характер.

Аналогичные результаты получены и для других «треков», наблюдаемых 5 октября 2001 г. (рис. 2).

¡2

|35Ч

ii"34

ci35 Н ё

J"34 -

а.

PRN05

"I 1 I 1 I 1 I кч Кб «7 88 8 9 90

[-333 246 w 244 11Ч i 242

hll^ I240

t£238

236 •

б.

PRN30

"Т"1 1 г I'l'l

95 96 97 98 99 100

36-1 С Ь.

а 35 -j н

£ 34

PRN06

Г.

117 118 119 120 12.1

в 35 Н ё

J" 34

_PRN03

1 I 1 I 1 I 1 I

14 514 614 714 814 915 0 Время, UT

A . я. • * «««.* .

PRN05

I 1 I 1 I 1 I '

r910 728 546 I 364 £ 182 0

85 86 87 88 89 90

246 W 244 S 242 I 240 4238 236

PRN30

T ' I 1 I 1 I

9 5 9.6 9 7 9 8 9 9 10 0

246 пС . ж.

W 244 -§ 242 '

Ц 240 о

I=t238 •

"f, ••

PRN06

236 i | i | ■ | . | 117 118 119 12 0 121

246

W 244 -

S 242 -P

Щ 240 §238 -

236

D з.

.fc."

• PRN03 I 1 I 1 I 1 M I

14514614714.8149150

Время, UT

Рис. 2. Распределение значений широты (а-г) и долготы (д-з) подыоносферных точек от времени 1тп, соответствующих событиям Б-типа.

Анизотропию наблюдаемых ИИН можно определить с помощью метода Мерсье [19] - значения контраста С распределения подыоносферных точек колеблются от 6 до 10. При этом направление вытянутости большой оси эллипса ИИН меняется в пределах -80° + -85°.

Использование различных наборов решеток приемных станций GPS для всего исследуемого региона позволило получить средние оценки модуля V скорости, горизонтальной проекции V/, и направления а перемещения ИН в горизонтальной плоскости, а также угла возвышения 0 вектора перемещения К в вертикальной плоскости. Для представленных на рис.2 "треков" соответствующие величины приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Скорость и направление перемещения ионосферных неоднородностей, зарегистрированных 5 октября 2001 г.

«Трек» Число решеток станций GPS <Vh>, м/с <8>,° <о>,° V, м/с

А 660 179 22 360 160

В 280 190 28 5 165

С 376 171 24 5 151

D 280 90 20 5 74

Погрешность измерений 50 5 30 50

Приведенная статистика для четырех «треков» свидетельствует об устойчивой картине возникновения и перемещения ИН в северном направлении. Среднее значение угла места 9 вектора перемещения К порядка 22° означает, что ионосферные неоднородности в данном случае перемещались почти горизонтально Полученные значения скоростей близки к приближенной оценке меридиональной скорости перемещения VN = 200 м/с.

В третьей главе на основе анализа данных глобальной сети GPS для геомагнитных возмущений 2000-2003 г.г. показано, что на главной фазе магнитных бурь в областях с высоким значением градиента электронной концентрации образуются ионосферные неоднородности различных масштабов. При распространении КМ ПИВ наблюдается усиление градиентов электронной концентрации, при этом резко возрастает интенсивность среднемасштабных неоднородностей и погрешность позиционирования в системе GPS. Эти эффекты иллюстрируются ниже на примере магнитной бури 29-31 октября 2003 г. Расположение подыоносферных точек и станций GPS во время магнитной бури 30 октября 2003 г. на территории Северной Америки представлено на рис.3. Жирными точками обозначено положение станций GPS, для которых определялась погрешность позиционирования aft J [13] (названия станций подписаны прописными буквами). Жирными пунктирной и штрих-пунктирной линиями отмечено положение южной границы аврорального овала для моментов времени 21:54 UT 30 октября и 01:52 UT 31 октября 2003 г. На рис.3 наложено распределение абсолютного вертикального значения ПЭС, построенное по IONEX-данным лаборатории JPLG для 21:00 UT 30 октября 2003 г. На изолиниях отмечены значения ПЭС в TECU.

На рис.4а представлена зависимость напряженности Н-компоненты магнитного поля на станции Ottawa (45.40° N; 284.45° Е) во время магнитной бури 29-31 октября 2003 г. На рис.46 даны усредненные зависимости Aft) СКО вариаций ПЭС в диапазоне периодов 20-60 мин на северо-востоке (черная кривая, общее число рядов ПЭС и-2667) и юго-западе США (серая кривая, «=23169). Можно отметить, что эти ряды подобны (максимальное значение коэффициента корреляции 0.9), но максимум зависимости Aft) на юго-западе запаздывает относительно максимума Aft) на северо-востоке примерно на 1

час. Аналогичная ситуация наблюдается и для вариаций ПЭС в диапазоне периодов 1-10 мин В(0 (рис.4в).

231 234 237 240 243 246 249 252 255 258 261 264 267 270 273 276 279 282 285 288 291 294 297 300

Долгота, Е

Рис. 3. Расположение станций GPS и подыоносферных точек на территории Северной Америки во время магнитной бури 30-31 октября 2003 г.

Временные зависимости ошибок позиционирования crftj, определенные по данным GPS, представлены на рис.4г,д (черная линия). Видно, что значительные выбросы погрешностей позиционирования aft), как и максимальные значения СКО вариаций ПЭС, наблюдались в периоды наиболее резких, глубоких и продолжительных вариации напряженности геомагнитного поля. При этом станция KEW1 (рис.4г) находилась вблизи аврорального овала (рис.3).

Однако существенное увеличение погрешности позиционирования GPS отмечено не только в пределах авроральной зоны, но и на юго-западе США, на достаточно низких широтах, вдали от аврорального овала (рис.4д, станция JPLM) В рассматриваемом регионе в это время наблюдаются высокие абсолютные значения и, что еще важнее, большие градиенты абсолютного "вертикального" значения ПЭС, создающие благоприятные условия дня создания различного вида плазменных неустойчивостей и генерации широкого спектра ионосферных неоднородностей [7].

OTTAWA (45.4 N; 284.45 E) a.

29.10 30.10

1—1—I—1—Г

A(t),TECU/1000 1000 -Ц 35-55°N,-260-280°E

SS-SO'N; 235-245 Г

B(t),TECU/1000 120 -i

1-10 мин

JLflLJw

G, TECU/0 2 Г.

24 12 24 Время, UT

Рис. 4. Вариации магнитного поля (a), СКО вариаций ПЭС для станций GPS на северо-востоке (черная линия) и юго-западе (серая линия) Северной Америки (б,в); г,д -погрешность позиционирования (сплошные линии) и градиенты ПЭС (пунктирные линии) во время магнитной бури 29-31 октября 2003 г

Для проверки гипотезы об увеличении погрешности позиционирования GPS в регионах с высоким значением градиента ПЭС на рис.4г,д пунктирными кривыми нанесены временные зависимости среднего значения градиента ПЭС G(t) в единицах TECU/градус широты по северо-восточному региону (30-50°N; 280°Е) и юго-западу Северной Америки (30-50°N; 250°Н). Ряды G(t) вычислены по IONEX-данным лаборатории JPLG. Очевидно, что погрешность

позиционирования увеличивается в интервалы времени, соответствующие максимальным значениям градиента ПЭС Однако если на северо-востоке значения 0(1) не превышают 1.8 ТЕСи/°, то на юго-западе (}(/) достигает более высоких величин - до 8 ТЕСи/°. При этом следует отметить, что в ма1 нитоспокойных условиях градиент ПЭС при движении солнечного терминатора не превышает 1 ТЕСи/°.

ю -

-5 --10

<№), ТЕГО

№32(42 6 n. 288 5 е)

п-■-1-1-1-1-г

ш <11(1), ТЕШ

5 -О --5 -10

—Т р ! П |

мво (45 9 ы, 281 9 е)

10 (11(0, ТЕСи

5 -0 --5 -10

"1 1 I ' Г ' 1 1 1

д МЛ/5 (42 7 Л/; 275 3 е) -

"Т г.......I т

|0 ащ тЕси

5 -0 -5 -10

им (42.0 n. 259 в е)

"ГТ

1 1 I 1 I 1 1 1 I 10 , сВД, ТЕСи Д (16 9 Л/, 265 3 е)

5 0 ■ -5 -10 ■

-д

"Т"

-1-1-г

,0 -, <11(1), ТЕси

Н 1 I 1 г

19 20 21 Время, ит

амс2 (38 8 л/, 255.5 е)

Рис. 5. Вариации ПЭС М(1) в диапазоне 20-60 мин (черные кривые) 1-10 мин (серые кривые), зарегистрированные 30 октября 2003 г.

В моменты максимальных и резких изменений магнитного поля Земли 29 и 30 октября 2003 г было зарегистрировано возникновение и перемещение крупномасштабных ПИВ большой амплитуды с северо-востока на юго-запад Северной Америки [4]. Для ряда станций вдоль траектории движения КМ АГВ

(жирная серая линия на рис.3) на рис.5 представлены вариации ПЭС dl(t) за 30.10.2003 г., отфильтрованные из исходных рядов вертикального значения ПЭС I(t) в диапазоне периодов 20-60 мин, соответствующие крупномасштабной структуре (черные кривые). Серыми кривыми отмечены вариации ПЭС в диапазоне 1-10 мин (среднемаспггабная структура). На каждой панели подписаны названия и координаты станций. Из рис.5 видно, что по мере распространения возмущения с северо-востока на юго-запад в регионах с максимальной амплитудой КМ ПИВ интенсивность вариаций в диапазоне 1-10 мин возрастала на порядок. Аналогичная картина наблюдалась для временного интервала 17-22 UT 29 октября 2003 г. Именно в эти интервалы времени в соответствующих регионах США наблюдаются повышенные значения погрешности позиционирования (рис.4г, д).

Преобладающий геомагнитный контроль всего спектра ионосферных возмущений серьезно затрудняет обнаружение возможных литосферно-ионосферных эффектов с помощью GPS-зондирования. Анализ данных сети GPS в районе эпицентра землетрясения в Южной Калифорнии за шесть суток, включая день землетрясения - 16 октября 1999 г., показал, что изменения интенсивности ионосферных неоднородностей в основном определяются суточной и геомагнитной зависимостью амплитуды фоновых акустико-гравитационных волн, а не АГВ, генерируемыми в эпицентральной области на этапе подготовки землетрясения. Возможно, амплитуда АГВ литосферно-ионосферного происхождения существенно меньше амплитуды АГВ, генерируемых во время геомагнитных возмущений.

В четвертой главе представлены результаты исследований ионосферных неоднородностей сейсмического происхождения, описан разработанный в диссертации метод определения времени «включения» и локализации источника ионосферных возмущений, генерируемых при землетрясениях, основанный на применении комплексного метода определения параметров волнового возмущения в приближении плоского [1] и сферического [3] фронта. С использованием этого метода при анализе ионосферных откликов землетрясений 4 июня 2000 г. в Индонезии с магшпудой 7.7 и 25 сентября 2003 г. в Японии с магнитудой 8.3, впервые показано, что ионосферное возмущение распространяется от «вторичного» источника, расположенного в • ионосфере над эпицентром, а фазовая скорость распространения возмущения соответствует скорости звука на высотах F-области ионосферы.

Расположение подыоносферных точек и станций GPS для землетрясения * 25 сентября 2003 г. представлено на рис.6. Звездочкой отмечено положение эпицентра, крестиком - вычисленное положение эпицентра, жирными точками - станции GPS, ромбиками - подыоносферные точки, соответствующие минимуму отклика, рядом подписаны названия станций и номера спутников PRN Координаты эпицентра и время основного толчка по сейсмическим данным для двух рассматриваемых землетрясений указаны в таблице 2 (строки 2 и 4).

136 138 140 142 144 146 148 150 Долгота, Е

Рис. б. Расположение станций GPS и подыоносферных точек при регистрации ионосферного отклика землетрясения 25 сентября 2003 г. в Японии.

Для устранения неопределенности локализации ионосферного отклика, вызванной интегральным характером ПЭС, считается, что возмущение ПЭГ формируется в точке пересечения луча зрения на ИГ1 с плоскостью на высоте h,j максимума ионизации области F2 ионосферы, которая вносит основной вклад в формирование ПЭС. В расчетах принимается hj=400 км. В первом приближении можно считать, что именно на этой высоте расположены детекторы, регистрирующие ионосферный отклик на землетрясения в вариациях ПЭС.

Фазовая скорость перемещения ИВ на высоте hd в приближении плоского фронта определяется для групп подыоносферных точек, расстояние между которыми удовлетворяет приближению плоской волны [1]. В нашем случае такое приближение справедливо для ближайшего к эпицентру землетрясения 25 сентября 2003 г. набора подыоносферных точек {MIZU, USUD, TSKB; PRN13} (на рис.6 отмечено буквой А) и для более удаленной GPS-решетки {USUD, KGNI, KSMV; PRN24} (на рис.6 отмечено буквой В). Для решетки А направление а волнового вектора оказалось равным 140°, а фазовая скорость КА=1093 м/с, для В-значение фазовой скорости КЛ=1050 м/с практически не

изменилось, однако направление оказалось равным сс= 210°. Значения скорости порядка 1000 м/с согласуются с данными других экспериментов по определению скорости ИВ при землетрясениях [1,3].

В приближении сферическою фронта возмущения [3] для землетрясений 25 сентября 2003 г. и 4 июня 2000г. получены оценки координат источника Ф, и Д, моментов времени и значения запаздывания «включения» источника ИВ 81 относительно момента времени главного толчка /й, а также радиальной скорости Уг перемещения фронта ИВ и высоты И, предполагаемого источника ИВ (Таблица 2, строки 1 и 3). Среднее значение вертикальной скорости К распространения акустического возмущения от эпицентра до источника в ионосфере вычисляется по формуле УУ-И/(5/.

Таблица 2. Пространственно-временные характеристики ИВ при землетрясениях 25 сентября 2003 г. и 4 июня 2000 г.

№ Дата /» иг Уп м/с й„км а, с У„ м/с

1 25.09.2003 42.00 144.00 19.971 650 265 500 530

2 25.09.2003 41.80 143.85 19.835 - - - -

3 04 06.2000 -4.00 102.00 16.616 1100 350 510 690

4 04.06.2000 -4.72 102.10 16.475 - - - -

Критерием выполнения приближения сферического фронта является величина минимального значения пространственной невязки а. Зависимость невязки а от высоты источника ИВ Нх, построенная с шагом по высоте 5 км для фиксированных значений Фь, Л„ Уг (Таблица 2, строка 1), представлена на рис.7. Видно, что минимум функции ЫЬ:) соответствует высоте к -265 км.

Для землетрясения на о. Хоккайдо значение невязки а не превышает 10 км, что на порядок-два меньше расстояния между подыоносферными точками, где зарегистрированы отклики. Это означает, что вычисленные координаты и время «включения» кажущегося точечного источника удовлетворяют приближению сферической волны с высокой степенью точности. Для землетрясения в Индонезии минимальное значение невязки а существенно больше (-30 км), что определяется меньшими размерами апертуры вР8-решетки, чем в Японии.

Из таблицы 2 видно, что вычисленный момент «включения» источника запаздывает относительно момента главного толчка на -8-9 мин, а среднее значение вертикальной скорости К оказалось близким к среднему значению скорости звука в диапазоне высот от земли до [18]. Эти данные согласуются с представлением о том, что регистрируемые вариации ПЭС являются откликом на распространение возмущения от «вторичного» источника, расположенного в ионосфере над эпицентром.

400 -1

0 10 20 30 40 50 60 сг, км

Рис. 7. Зависимость пространственной невязки а от высоты «вторичного» источника ионосферного возмущения И,

Разница в значениях скоростей У/, и Уг объясняется тем, что горизонтальная компонента Уи вычисляется на уровне ионосферного детектора /¡¿=400 км, а величина радиальной скорости Уг определяется как скорость распространения возмущения от источника на высоте Так, для

землетрясения в Индонезии высота Ьч=350 км оказалась близкой к Ид а величина Уг =1100 м/с - к скорости звука на этой высоте. Для землетрясения в Японии высота Ь4 = 265 км существенно ниже поэтому радиальная скорость Уг =650 м/с заметно ниже скорости КЛ Кроме того, отличие У/, и Уг в некоторой степени обусловлено тем, что в используемом в диссертации приближении сферического фронта ИВ не учитываются отличающиеся для разных ИСЗ скорости перемещения подыоносферных точек. Однако эти поправки не превышают величины 50 м/с для высоты /¡¿=400 км и относительно высоких углов места лучей на ИСЗ вРБ, реализуемых в рассматриваемых случаях.

Интересно сравнить полученные результаты (Таблица 2) с оценками средней скорости распространения УАВ Уа, определяемой по запаздыванию Д1=1тт-!о и известной длине пути I между эпицентром землетрясения и подыоносферной точкой, как это делалось в ранее опубликованных работах (например, в [15]). Длина пути I, определяется по дуге большого круга. Полученные таким образом значения скорости варьируются от 350-480 м/с для землетрясения 25 сентября 2003 г. и от 570 до 900 м/с для землетрясения 4 июня 2000 г., что в среднем в 1.5 раза меньше, чем значения Уг в Таблице 2

Это различие объясняется тем, что ранее используемый метод [15] был основан на представлении о прямолинейном распространении акустического возмущения от источника к детектору в ионосфере Между тем, по-видимому, имеет место более сложный механизм распространения возмущения, при котором на первой стадии акустическое возмущение распространяется в узком конусе зенитных углов до ионосферных высот, где формируется кажущийся «вторичный» источник ионосферного возмущения, регистрируемого при измерениях полного электронного содержания

Таким образом, показано, что ионосферные возмущения, генерируемые при землетрясениях 4 июня 2000 г. и 25 сентября 2003 г. распространяются со скоростью порядка 1000 м/с, близкой к скорости звука на высоте области F [18]. Источником возмущения является не сам эпицентр землетрясения, а область в ионосфере над эпицентром, при этом время «включения» источника запаздывает относительно момента главного толчка на ~10 мин.

В заключении сформулированы основные результаты, полученные при работе над диссертацией.

l .Ha основе анализа данных глобальной сети приемников GPS за 210 суток 1997-2003 г.г. с различным уровнем геомагнитной активности определены морфологические и пространственно-временные характеристики аномальных флуктуаций ПЭС в форме одиночных апериодических отрицательных импульсов (S-вариаций) длительностью порядка 10 мин. Установлено, что S-вариации составляют не более 1% от общего числа наблюдений (более 1600000 рядов ПЭС). Амплитуда S-вариаций превышает амплитуду фоновых 10-мин флуктуаций полного электронного содержания в магнитоспокойный период в 40 раз. Максимум появляемости S-вариаций ПЭС приходится на ночные и утренние часы в весенний и осенний периоды, независимо от индекса геомагнитной возмущенности Dst. S-вариации ПЭС представляют собой хорошо выраженное локальное явление - в 90 % случаев радиус пространственной корреляции не превышает 500 км. Показано, но подобные вариации соответствуют анизотропным изолированным ионосферным неоднородностям с обедненной электронной концентрацией.

2. По данным глобальной сети приемников GPS для геомагнитных возмущений 2000-2003 г.г'. показано, что глубокие изменения напряженности магнитного поля сопровождаются на средних широтах резким возрастанием амплитуды вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов, соответствующих среднемаспггабньгм и мелкомасштабным неоднородностям электронной концентрации. Одновременно появляются искажения сигналов GPS и ухудшается точность позиционирования приемников GPS. Впервые экспериментально подтверждены теоретические модели, в рамках которых увеличение интенсивности ионосферных неоднородностей

обусловлено ростом градиентов электронной концентрации. Показано, что интенсивные крупномасштабные ПИВ аврорального происхождения усиливают «фоновые» градиенты электронной концентрации, образующиеся при глобальном перераспределении ионизации во время главной фазы магнитной бури.

3. Проверка гипотезы об усилении активности АГВ в эпицентральных областях с помощью анализа данных станций глобальной сети GPS, расположенных в районе эпицентра землетрясения 16 октября 1999 г в Южной Калифорнии показала, что изменения интенсивности ионосферных неоднородностей в основном определяются суточной и геомагнитной зависимостью амплитуды фоновых акустико-гравитационных волн, а не АГВ, генерируемыми в эпицентральной области на этапе подготовки землетрясения Возможно, амплитуда АГВ литосферно-ионосферного происхождения существенно меньше амплитуды АГВ, генерируемых во время геомагнитных возмущений

4 Впервые па примере силып.ге землетрясений 4 июня 2000 г. в Индонезии магтппудой 7.7 и 25 сентября 2003 г. в Японии магшпудой 8 3с использованием разработанного в диссертации метода определения времени «включения» и локализации источника ионосферных возмущений, генерируемых при землетрясениях, показано, что наблюдаемое ионосферное возмущение распространяется от «вторичного» источника, расположенного в ионосфере над эпицентром, а фазовая скорость распространения возмущения порядка 1000 м/с соответствует скорости звука на высотах /•'-области ионосферы. Время «включения» источника возмущения запаздывает относительно момента главного толчка землетрясения на ~8-9 мин.

Основные публикации автора по теме диссертации:

1. Астафьева Э.И., Э.Л. Афраймович, В.В. Кирюшкин. Ионосферный отклик на первый запуск ракеты ATHENA-1 с космодрома КОДИАК на Аляске // Труды VIII международной конференции "Радиолокация, навигация, связь 2002. Воронеж. Т.2. С. 1396-1404.

2 Астафьева Э.И, Афраймович ЭЛ, Плотников A.B. Поиски предвестников землетрясений в вариациях полного электронного содержания в ионосфере по данным глобальной сети GPS // Труды XX всероссийской конференции по распространению радиоволн. 2002. Нижний Новгород. С.90-91.

3. Астафьева Э.И , Афраймович Э.Л Изолированные ионосферные неоднородности по данным глобальной сети GPS // Труды Байкальской молодежной научной школы по фундаментальной физике V Сессия молодых ученых "Гелио- и геофизические исследования". БШФФ 2002 Иркутск С 77-79

4. Astafieva, E.I., E.L. Afraimovich. Searching for earthquake precursors in total electron content variations in the ionosphere using data from the global GPS network // URSI XXVIIth General Assembly, Maastricht, the Netherlands, 1724 August, 2002, CD-ROM Proceedings, URSI2002/GAabstracts/papers/p0205.pdf.

5. Астафьева Э.И., Афраймович Э.Л. Морфология и динамика изолированных ионосферных неоднородностей по данным глобальной сети GPS // Солнечно-земная физика. 2003. Вып. 3. С.50-60.

6. Астафьева Э И. Наблюдения среднеширотных амплитудных мерцаний сигналов GPS на южной границе аврорального овала по данным глобальной сети GPS // Труды Байкальской молодежной научной школы по фундаментальной физике. VI Сессия молодых ученых "Волновые процессы в проблеме космической погоды". БШФФ 2003. Иркутск. С. 5860.

7. Afraimovich, E.L., E.I. Astafieva, S.V. Voyeikov. Isolated ionospheric disturbances as deduced from global GPS network // Annales Geophysicae. 2004. V.22. P. 47-62.

8. Афраймович Э.Л., Астафьева Э.И., Бернгардт О.И., Демьянов В.В., Кондакова Т.Н., Лесюта О.С., Шпынев Б.Г. Среднеширотные амплитудные мерцания сигналов GPS и сбои функционирования GPS на границе аврорального овала // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 2004. Т. XLVII. №7. С.509-526.

9. Afraimovich E.L., E.I. Astafieva, V.V. Demyanov, I.F. Gamayunov, T.N. Kondakova, S.V. Voeykov, and B. Tsegmed. Ionospheric, Geomagnetic Variations and GPS Positioning Errors During the Major Magnetic Storm on 2931 October 2003 // International Reference Ionosphere News. 2004. V. 11. N 3.4. P.10-14.

10. Афраймович Э.Л., Э.И. Астафьева, C.B. Воейков. Генерация ионосферных неоднородностей при распространении уединенной внутренней гравитационной волны во время мощной магнитной бури 30.10.2003 г. // Электронный журнал "Исследовано в России". 184. С. 1964-1970, 2004, http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/184.pdf.

11. Афраймович Э.Л., Э.И. Астафьева, В.В. Кирюшкин. Ионосферное возмущение в ближней зоне эпицентра землетрясения на о. Хоккайдо 25 сентября 2003 г. // Электронный журнал "Исследовано в России". 183. С. 1955-1963, http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2004/183.pdf.

12. Афраймович Э.Л., Астафьева Э.И., Гохберг М.Б., Лапшин В.М., Пермякова В.Е., Стеблов Г.М., Шалимов С.Л. Поиски предвестников землетрясений в вариациях полного электронного содержания по данным глобальной сети GPS на примере землетрясения Hector Mine 16 октября 1999 г. // Сб. докладов III международной конференции «Солнечно-земные связи и электромагнитные предвестники землетрясений», с. Паратунка, Камч. обл , 16-21 авг. 2004 г. 2004. Т.1. С.3-18.

http://www.ikir.kamchatka.ru/Russian/Science/2004/l-01.pdf.

13. Afraimovich E.L., E.I. Astafieva, M.B Gokhberg, V.M. Lapshin, V.E. Permyakova, G.M Steblov, and S.L Shalimov. Variations of the total electron content in the ionosphere from GPS data recorded during the Hector Mine earthquake of October 16, 1999, California // Russian Journal of Earth Sciences. October 2004. V.6. №5. P. 339-354,

14 Афраймович Э JI., Э.И Астафьева, И.Ф. Гамаюнов. Визуализация пространственно-временного распределения интенсивности вариаций ПЭС по данным фазовых измерений сигналов GPS // Электронный журнал "Исследовано в России". 254 С.2737-2742.

http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2004/254.pdf.

15. Афраймович Э.Л, Астафьева Э.И, Гамаюнов ИФ. Генерация мелкомасштабных ионосферных неоднородностей крупномасштабными внутренними гравитационными волнами во время мощной магнитной бури 29-31 10.2003 г. // Труды VII конференции молодых ученых "Взаимодействие полей и излучения с веществом". БШФФ 2004 Иркутск С.54-56.

16 Афраймович Э Л, Астафьева Э И., Демьянов В.В., Кондакова Т.Н. Ошибки позиционироваттия GPS во время магнитной бури 29-31 октября 2003 г // Труды VII конференции молодых ученых "Взаимодействие полей и излучения с веществом". БШФФ 2004. Иркутск. С. 126-129.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1 Афраймович Э.Л., Е.А. Косогоров, А.В Плотников. Ударно-акустические волны, генерируемые при запусках ракет и землетрясениях // Космические исследования. 2002. Т.40. N.3. С 261-275.

2. Афраймович Э.Л., О.С. Лесюта, И И. Ушаков. Геомагнитные возмущения и функционирование навигационной системы GPS // Геомагнетизм и аэрономия. 2002. Т.42. N2. С.220-227.

3. Афраймович ЭЛ., В.В. Кирюшкин, Н.П. Перевалова. Определение характеристик ионосферного возмущения в ближней зоне эпицентра землетрясения // Радиотехника и электроника. 2002. Т 47 №7. С 822-830.

4 Афраймович Э.Л., Воейков С.В Экспериментальное доказательство существования уединенной внутренней гравитационной волны в атмосфере земли во время мощной магнитной бури 30.10.2003 г. // Доклады Академии Наук. 2004. Т.399. №5. С.683-686.

5. Ахмедов Р.Р, В.Е Куницын. Моделирование ионосферных возмущений, вызванных землетрясениями и взрывами // Геомагнетизм и аэрономия 2004. Т.44. №1. С.105-112.

6 Гельберг M Г Мелкомасштабные неоднородности высокоширотной ионосферы, порождаемые внутренними гравитационными волнами // Геомагнетизм и аэрономия. 1977 T. XVII №1. С 140-142

7. Гершман Б. II., Казимировский Э. С., Кокоуров В. Д., Чернобровкина Н. А. Явление F-рассеяния в ионосфере. М.: Наука. 1984. С. 144.

8. Гохберг М.Б., Шалимов C.JI.. Литосферно-ионосферная связь и ее моделирование // Российский журнал наук о Земле. 2000. Т.2. №2.

9. Е Гундее, Лю Чжаохань. Мерцания радиоволн в ионосфере // ТИИЭР. 1982. Т.70. № 4. С. 5-45.

10. Нагорский П.М. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физ.-мат.наук. Томский государственный университет. Томск, 1998, 31с.

11 Павлов В А. Акустический импульс над эпицентром землетрясения // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. Т.26. №5 С.807-815.

12. Afraimovich E.L., Е.А. Kosogorov, O.S. Lesyuta, I.I. Ushakov, and A.F. Yakovets Geomagnetic control of the spectrum of traveling ionospheric disturbances based on data from a global GPS network // Annales Geophysicae. 2001. V.19.№7. P.723-731.

13. Afraimovich, E.L., V.V. Demyanov, T.N. Kondakova. Degradation of performance of the navigation GPS system in geomagnetically disturbed conditions // GPS Solutions. 2003. V.7. №2. P. 109-119.

14 Bowman G.G. Quasi-periodic scintillations at mid-latitudes and their possible association with ionospheric sporadic-E structures // Annales Geophysicae. 1989. V.7. №3. P.259-268.

15. Calais E., Minster J. B. GPS detection of ionospheric perturbations following the January 1994, Northridge earthquake. // Geophys. Res. Lett. 1995. V.22. P. 1045-1048.

16. Coster, A.J., Foster, J.C., Erickson, P.J., Rich, FJ. Regional GPS Mapping of Storm Enhanced Density During the July 15-16 2000 Geomagnetic Storm // Proceedings of International Beacon Satellite Symposium, June 4-6, 2001, Boston College, Institute for Scientific Research, Chestnut Hill, MA, USA, 2001. P.176-180.

17. Karasawa Y., Yasukawa K. and Yamada M. Ionospheric scintillation measurements at 1.5 GHz in mid-latitude region // Radio Sci. 1985. V.20. № 3. P.643-651.

18. Li, Y.Q., A.R. Jacobson, R.C. Carlos, R.S. Massey, Y.N. Taranenko, and G. Wu. The blast wave of the Shuttle plume at ionospheric heights // Geophys. Res. Lett. 1994. V.21. P.2737-2740.

19. Mercier C. Observations of atmospheric gravity waves by radiointerferometry //J. Atm. Terr. Phys. 1986. V. 48. №7. P. 605-624.

Отпечатано в издательском отделе ИСЗФ СО РАН Заказ № 63 от 14 февраля 2005 г. Объем 26 с. Тираж 150 экз.

»-27H

РНБ Русский фонд

2006-4 10500

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Астафьева, Эльвира Идияловна

Ф Список таблиц.

Список рисунков.

Список сокращений и обозначений.

4»

1. Мониторинг ионосферных неоднородностей с помощью спутниковой радионавигационной системы GPS

1.1. Общие сведения о навигационной системе GPS. Глобальная сеть двухчастотных приемников GPS.

1.2. Определение полного электронного содержания по данным Ф^ фазовых измерений в системе GPS. Использование сигналов GPS для ионосферного мониторинга.

1.3. Соответствие пространственно-временных характеристик вариаций ПЭС и параметров локальных неоднородностей электронной концентрации. Ракурсный эффект.

1.4. Определение пространственно-временных характеристик ф, ионосферных возмущений. Метод SADM-GPS.

1.5. Спектр вариаций полного электронного содержания.

1.6. Глобальные карты абсолютного значения «вертикального» полного электронного содержания.

1.7. Автоматизированный программный комплекс глобального GPS-детектора ионосферных возмущений естественного и техногенного происхождения GLOBDET.

2. Морфология и пространственно-временные характеристики среднеширотных изолированных ионосферных неоднородностей по данным GPS

2.1. Мерцания S-типа. Изолированные ионосферные неоднородности, их влияние на распространение радиоволн (обзор).

2.2. Детектирование апериодических колебаний ПЭС.

2.3. Морфологические особенности. ф. 2.4. Определение динамических и структурных характеристик ионосферных неоднородностей на примере событий октября 2001 г. в Северной Америке.

2.5. Обсуждение результатов.

3. Среднеширотные ионосферные неоднородности и погрешность позиционирования в системе GPS во время геомагнитных возмущений

3.1. Влияние ионосферных неоднородностей на распространение трансионосферных радиосигналов (обзор)

3.1.1. Механизмы образования ионосферных неоднородностей в среднеширотной F-области.

3.1.2. Мерцания трансионосферных сигналов как метод диагностики ионосферных неоднородностей.

3.1.3. Рассеяние сигналов GPS на ионосферных неоднородностях и снижение качества функционирования системы GPS.

3.2. Среднеширотные амплитудные мерцания сигналов GPS и ошибки позиционирования GPS на экваториальной границе аврорального овала во время магнитных бурь 2000-2003 г.г.

3.2.1. Вычисление погрешности позиционирования GPS амплитуды вариаций ПЭС и плотности сбоев фазовых измерений.

3.2.2. Среднеширотные мерцания во время магнитной бури 15 июля 2000 г. в Северной Америке (дневная ионосфера).

3.2.3. Ошибки позиционирования во время магнитной бури 15 июля 2000 г. в Восточной Сибири (ночная ионосфера).

3.2.4. Наблюдения сигналов обратного рассеяния 15 июля

2000 г. на радарах некогерентного рассеяния в Северной Америке и Восточной Сибири.

3.2.5. Интенсивные среднеширотные мерцания и ошибки позиционирования во время магнитной бури 25-26 сентября 2001 г.

3.2.6. Ошибки позиционирования GPS во время магнитной бури 29-31 октября 2003 г.

3.3. Ионосферные неоднородности и ошибки позиционирования GPS в областях с высоким значением градиента фоновой электронной концентрации.

3.4. Генерация ионосферных неоднородностей при распространении интенсивных крупномасштабных ПИВ

3.5. Генерация ионосферных неоднородностей в сейсмически активных регионах (умеренно-возмущенная ионосфера).

3.6. Обсуждение результатов.

4. Ионосферные неоднородности сейсмического происхождения.

Локализация источника ионосферных возмущений, генерируемых при землетрясениях

4.1. Ионосферные возмущения, вызванные сильными землетрясениями. Методы детектирования, результаты наблюдений, методы детектирования, модели (обзор).

4.2. Общие сведения об эксперименте.

4.3. Метод определения «времени включения» и локализации источника ионосферных возмущений, генерируемых при землетрясениях.

4.4. Результаты эксперимента.

4.5. Обсуждение результатов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Пространственно-временные характеристики ионосферных неоднородностей средних широт по данным GPS-измерений полного электронного содержания"

Исследование физической природы, морфологии и динамических характеристик неоднородностей электронной концентрации является одной из ключевых задач физики ионосферы. Это вызвано не только чисто научным интересом к проблеме изучения атмосферы Земли как единой динамической системы, но и необходимостью решения ряда прикладных задач радиосвязи, радиолокации, навигации и т.п., поскольку такие неоднородности оказывают заметное влияние на характеристики распространяющихся радиосигналов. Среднемасштабные ионосферные неоднородности (ИН) с периодами ~ 1+20 мин вызывают диффузные отражения (F-рассеяние) в KB диапазоне [44], приводят к фазовым и амплитудным мерцаниям в метровом и дециметровом диапазонах [109, 159], существенно снижая эффективность функционирования спутниковых радиотехнических систем, в частности, навигационных систем GPS, GALILEO и ГЛОНАСС [26, 96, 98].

Последние данные об искажениях сигналов GPS на средних широтах во время геомагнитных возмущений [26, 96] не укладываются в существующие модели ионосферных мерцаний [51] и классические представления о спектре ионосферных неоднородностей [51]. Известно, что основной вклад в мерцания регистрируемых на земле сигналов ИСЗ вносят мелкомасштабные ионосферные неоднородности с размерами порядка радиуса первой зоны Френеля dF = (Azf '5, где X - длина радиоволны, z - эффективное расстояние до слоя (для сигналов GPS dF составляет 150-250 м). Согласно теории слабого однократного рассеяния [51], для диапазона частот GPS (1.5 ГГц) предполагаются очень слабые мерцания с индексом S4 в диапазоне 0.01-0.1, что не может привести к заметным изменениям амплитуды сигналов GPS.

В то же время при длительной регистрации сигнала геостационарного ИСЗ MARIS AT на частоте 1.5 ГГц были зарегистрированы аномальные глубокие вариации амплитуды типа одиночных импульсов длительностью от десятков до сотен секунд [159]. Данный тип мерцаний обозначен в [159] термином "мерцания spikes-type" (мерцания S-типа). Появление колебаний S-типа связывают с дифракцией или интерференцией на изолированных ионосферных неоднородностях (ИИН) размером порядка 10-100 км ("пузыри" и "глобулы"), расположенных чаще всего в области F и, реже, в £-слое [109, 159]. В [44] показано, что подобные неоднородности могут вызывать явление F-рассеяния в KB диапазоне. Однако существующая экспериментальная база не позволяет построить адекватную модель изолированных ионосферных неоднородностей, поскольку такие события случайно распределены в пространстве и весьма редки во времени.

К настоящему времени остается открытой и проблема генерации среднеширотных ИН [39, 40, 44]. Известно, что в авроральных и экваториальных широтах высока вероятность образования сильных естественных градиентов электронной концентрации и возбуждения ионосферных токов, что может привести к развитию различных видов неустойчивостей ионосферной плазмы [44]. На средних широтах увеличение плотности и градиентов плазмы наблюдается во время сильных магнитных бурь вследствие усиления авроральной активности [119]. Однако выявление прямой связи между увеличением градиента электронной концентрации и ростом интенсивности ионосферных неоднородностей в эксперименте до последнего времени было весьма затруднено.

Появление в ионосфере крупномасштабных акустико-гравитационных волн (КМ АГВ), проявляющихся в виде перемещающихся ионосферных возмущений (ПИВ), может сопровождаться одновременным возникновением или усилением мелкомасштабных неоднородностей [38, 40]. При этом механизм генерации неоднородностей подобен градиентно-дрейфовой неустойчивости, роль внешнего электрического поля выполняет горизонтальная компонента скорости движения нейтральных молекул. Возникновение мелкомасштабных неоднородностей при реализации данного механизма зависит от относительной амплитуды крупномасштабных волн [38]

- для более интенсивных АГВ наличие мелкомасштабной структуры более вероятно. Однако до сих пор не получено достоверного экспериментального подтверждения эффективности такого механизма в условиях среднеширотной ионосферы.

Среди известных механизмов генерации ионосферных неоднородностей следует выделить образование ИН в сейсмически активных регионах вследствие усиления литосферно-ионосферных взаимодействий в периоды подготовки сильных землетрясений, приводящих к активной генерации АГВ [47, 176]. Эти волны, распространяясь до ионосферы, создают возмущения плазмы, достаточные для возбуждения плазменных неустойчивостей, приводящих к возникновению ионосферных неоднородностей различных масштабов [47]. Подтверждение этой гипотезы создавало бы основу для разработки метода мониторинга сейсмоопасных районов с целью предсказания землетрясений.

В связи с необходимостью в данном случае выделения ионосферных неоднородностей именно сейсмического происхождения становится актуальным вопрос о локализации точечного источника короткопериодного (100-1000 с) ионосферного возмущения (ИВ). Оптимальными «модельными» источниками являются промышленные взрывы и сильные землетрясения; перемещение земной поверхности в этих процессах приводит к генерации акустических импульсов, распространяющихся в атмосфере [32, 61, 64]. Согласно модельным представлениям, волновое акустические возмущение от подземного источника распространяется вверх с нарастанием амплитуды в узком секторе зенитных углов меньше 5° [32, 64, 83]. Достигнув ионосферных высот, акустическое возмущение посредством столкновительного взаимодействия нейтральных и заряженных частиц приводит в движение плазму ионосферы. Источником ионосферного возмущения, таким образом, является не сам эпицентр, а область в ионосфере над эпицентром. Однако, несмотря на многочисленные теоретические исследования в данной области, до сих пор нет удовлетворительной количественной модели преобразования акустического возмущения от подземного источника в ионосферное возмущение. В значительной степени это обусловлено тем, что для построения такой модели необходимы сведения не только о временных характеристиках возмущений, но и о форме волнового фронта и скорости перемещения в ближней и дальней зоне источника; в литературе такие данные не опубликованы.

Такую возможность впервые предоставляет использование международной наземной сети двухчастотных приемников навигационной системы GPS, насчитывающей к началу 2005 г. более 2500 пунктов и предоставляющей данные в международной сети Internet, что открывает новую эпоху глобального, непрерывного и полностью компьютеризированного мониторинга ионосферных возмущений. Разрабатываемый в ИСЗФ СО РАН комплекс GLOBDET глобального детектирования и мониторинга ионосферных возмущений по данным измерений вариаций полного электронного содержания (ПЭС) отличается от ранее известных средств радиозондирования ионосферы непрерывностью наблюдений, высокой чувствительностью и пространственно-временным разрешением, а также технологичностью обработки данных. GPS-детектор является важным дополнением к классическим средствам радиозондирования ионосферы: ионозондам, KB радарам возвратно-наклонного зондирования SuperDARN, радарам некогерентного рассеяния, MST - радарам и т.д. [181].

Предметом исследования настоящей диссертации являются ионосферные неоднородности средних широт, проявляющиеся в вариациях полного электронного содержания в форме колебаний или апериодических возмущений в диапазоне периодов 1-20 мин.

2. Исследование морфологии среднемасштабных изолированных ионосферных неоднородностей (зависимости вероятности появления от местного времени, уровня геомагнитной активности, времени года и т.д.), определение их пространственно-временных характеристик.

Научная новизна исследования:

1. Впервые на основе анализа данных глобальной сети приемников GPS за 210 суток 1997-2003 г.г. изучены морфологические и пространственно-временные характеристики аномальных флуктуаций ПЭС в форме одиночных апериодических отрицательных импульсов длительностью порядка 10 мин. Установлено, что подобные вариации соответствуют анизотропным изолированным ионосферным неоднородностям с обедненной электронной концентрацией.

2. Впервые по результатам исследований ионосферных эффектов магнитных бурь 2000-2003 г.г. с использованием данных глобальной сети GPS подтверждены теоретические модели, в рамках которых усиление интенсивности ионосферных неоднородностей на средних широтах обусловлено увеличением градиентов электронной концентрации. Показано, что градиенты, обусловленные глобальным перераспределением ионизации во время магнитной бури, могут усиливаться при распространении интенсивных крупномасштабных перемещающихся возмущений аврорального происхождения. Этот процесс сопровождается искажениями сигналов GPS и увеличением погрешности GPS-позиционирования.

Достоверность результатов

Практическая ценность работы

Личный вклад автора

Основные результаты работы являются оригинальными и получены либо лично автором, либо при его непосредственном участии.

Автору принадлежат:

2. Исследование морфологических особенностей апериодических колебаний ПЭС S-типа.

5. Исследование изменения спектра ионосферных неоднородностей при распространении интенсивных КМ ПИВ.

6. Проверка гипотезы об усилении генерации АГВ в эпицентральной области перед землетрясениями.

Автор принимал непосредственное участие в разработке метода визуализации пространственного распределения амплитуды вариаций ПЭС, метода определения времени включения и локализации источника ионосферного возмущения, генерируемого при землетрясениях, а также в оценке параметров ионосферных откликов на землетрясения 4 июня 2000 г. и 25 сентября 2003 г.

Апробация работы

Основные результаты и выводы, приведенные в диссертации, докладывались и обсуждались на Байкальской научной молодежной школе по фундаментальной физике БШФФ-2002, БШФФ-2003, БШФФ-2004, Иркутск; международном симпозиуме URSI-2002, Maastricht, 2002; VIII международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь", Воронеж, 2002; XX всероссийской конференции по распространению радиоволн, Нижний Новгород, 2002; на конференции "Дистанционное зондирование поверхности Земли и атмосферы", Иркутск, 2003; на "Поляковских чтениях", Иркутск, 2002, 2004; на международном симпозиуме COSPAR-2004, Париж, 2004; на III международной конференции "Солнечно-Земные связи и электромагнитные предвестники землетрясений", с. Паратунка, Камчатской обл., 2004; на международной конференции "Солнечно-земная физика", Иркутск, 2004; на международном симпозиуме Beacon Satellite Symposium (BSS-2004), Италия, 2004 г., а также на семинарах в ИСЗФ СО РАН, на физическом факультете Иркутского государственного университета, в Сибирском физико-техническом институте при Томском государственном университете, г. Томск.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Установлено, что аномальные флуктуации полного электронного содержания в форме одиночных апериодических отрицательных импульсов длительностью порядка 10 мин составляют не более 1% от общего числа наблюдений. Амплитуда S-вариаций превышает амплитуду фоновых 10-мин флуктуаций полного электронного содержания в магнитоспокойный период в 40 раз. Максимум появляемости S-вариаций ПЭС приходится на ночные и утренние часы в весенний и осенний периоды, независимо от индекса геомагнитной возмущенности Dst. Показано, что подобные вариации соответствуют анизотропным изолированным ионосферным неоднородностям с обедненной электронной концентрацией.

3. Показано, что источник ионосферных возмущений, генерируемых при сильных землетрясениях, расположен на высоте F-области ионосферы над эпицентром; скорость распространения возмущения соответствует скорости звука на этой высоте. Этот результат получен с применением предложенного в диссертации метода определения времени включения и локализации источника волнового возмущения.

Структура и объем диссертации

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Астафьева, Эльвира Идияловна

Заключение

В диссертации получены следующие основные результаты:

1. На основе анализа данных глобальной сети приемников GPS за 210 суток 1997-2003 г.г. с различным уровнем геомагнитной активности определены морфологические и пространственно-временные характеристики аномальных флуктуаций ПЭС в форме одиночных апериодических отрицательных импульсов (S-вариаций) длительностью порядка 10 мин. Установлено, что S-вариации составляют не более 1% от общего числа наблюдений (более 1600000 рядов ПЭС). Амплитуда S-вариаций превышает амплитуду фоновых 10-мин флуктуаций полного электронного содержания в магнитоспокойный период в 40 раз. Максимум появляемости S-вариаций ПЭС приходится на ночные и утренние часы в весенний и осенний периоды, независимо от индекса геомагнитной возмущенности Dst. S-вариации ПЭС представляют собой хорошо выраженное локальное явление - в 90 % случаев радиус пространственной корреляции не превышает 500 км. Показано, что подобные вариации соответствуют анизотропным изолированным ионосферным неоднородностям с обедненной электронной концентрацией.

2. По данным глобальной сети приемников GPS для геомагнитных возмущений 2000-2003 г.г. показано, что глубокие изменения напряженности магнитного поля сопровождаются на средних широтах резким возрастанием амплитуды вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов, соответствующих среднемасштабным и мелкомасштабным неоднородностям электронной концентрации. Одновременно появляются искажения сигналов GPS и ухудшается точность позиционирования приемников GPS. Впервые экспериментально подтверждены теоретические модели, в рамках которых увеличение интенсивности ионосферных неоднородностей обусловлено ростом градиентов электронной концентрации. Показано, что интенсивные крупномасштабные ПИВ аврорального происхождения усиливают «фоновые» градиенты электронной концентрации, образующиеся при глобальном перераспределении ионизации во время главной фазы магнитной бури.

Проверка гипотезы об усилении активности АГВ в эпицентральных областях с помощью анализа данных станций глобальной сети GPS, расположенных в районе эпицентра землетрясения 16 октября 1999 г. в Южной Калифорнии показала, что изменения интенсивности ионосферных неоднородностей в основном определяются суточной и геомагнитной зависимостью амплитуды фоновых акустико-гравитационных волн, а не АГВ, генерируемыми в эпицентральной области на этапе подготовки землетрясения. Возможно, амплитуда АГВ литосферно-ионосферного происхождения существенно меньше амплитуды АГВ, генерируемых во время геомагнитных возмущений.

Впервые на примере сильных землетрясений 4 июня 2000 г. в Индонезии магнитудой 7.7 и 25 сентября 2003 г. в Японии магнитудой 8.3 с использованием разработанного в диссертации метода определения времени «включения» и локализации источника ионосферных возмущений, генерируемых при землетрясениях, показано, что наблюдаемое ионосферное возмущение распространяется от «вторичного» источника, расположенного в ионосфере над эпицентром, а фазовая скорость распространения возмущения порядка 1000 м/с соответствует скорости звука на высотах F-об ласти ионосферы. Время «включения» источника возмущения запаздывает относительно момента главного толчка землетрясения на ~8-9 мин.

Благодарности

Автор искренне благодарит своего научного руководителя доктора физико-математических наук, профессора Афраймовича Эдуарда Леонтьевича.

Автор также благодарен сотрудникам ИСЗФ СО РАН Н.П. Переваловой, C.B. Воейкову, Е.А. Косогорову за помощь в работе и активное участие в дискуссиях, A.M. Уралову, Е.В. Евстафьеву, А.П. Потехину, В.И. Куркину,

A.B. Медведеву, Ю.В. Липко, О.С. Лесюте за проявленный интерес к работе и ценные замечания, а также соавторам, сотрудникам ИВАИИ В.В. Кирюшкину,

B.В. Демьянову и Т.Н. Кондаковой.

Автор благодарен Ивану Галкину за предоставленные данные ионосферной станции Point Arguello и Dave Evans за данные спутников NOAA POES.

Эта работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты 02-05-64570, 03-05-64100, 03-0564627), а также гранта N НШ-272.2003.5 государственной поддержки ведущих научных школ Российской Федерации.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Астафьева, Эльвира Идияловна, Иркутск

1. Аароне Дж. Глобальная морфология ионосферных мерцаний // ТИИЭР. 1982. Т. 70. №4. С. 45-65.

2. Алимов В.А., Ерухимов J1.M., Пыркова Т.С. К теории явления F-spread в ионосфере // Геомагнетизм и аэрономия. 1971. Т.11. №5. С. 790-798.

3. Андреева Е.С., Гохберг М.Б., Куницын В.Е., Терещенко Е. Д., Худукон Б.З., Шалимов C.J1. Радиотомографическая регистрация возмущений ионосферы от наземных взрывов // Космические исследования. 2001. Т. 39. №1. С. 13-17.

4. Астафьева Э.И., Афраймович Э.Л. Морфология и динамика изолированных ионосферных неоднородностей по данным глобальной сети GPS // Солнечно-земная физика. 2003. Вып. 3. С. 50-60.

5. Астафьева Э.И., Э.Л. Афраймович, В.В. Кирюшкин. Ионосферный отклик на первый запуск ракеты ATHENA-1 с космодрома КОДИАК на Аляске // Труды VIII Международной конференции "Радиолокация, навигация, связь. 2002. Воронеж. T.2. С. 1396-1404.

6. Афраймович Э.Л., Косогоров Е.А. Автоматизированный комплекс обработки информации глобальной сети GPS-приемников // Информационные технологии контроля и управления на транспорте: Сб. науч. тр., ИрИИТ, Иркутск. 2002. Вып. 10. С. 61-66.

7. Афраймович Э.Л., Косогоров Е.А., Лесюта О.С., Ушаков И.И. Спектр перемещающихся ионосферных возмущений по данным глобальной сети GPS // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 2001. Т. XLIV. №10. С. 828-839.

8. Афраймович Э.Л. Интерференционные методы радиозондирования ионосферы. М.: Наука, 1982. 198 с.

9. Афраймович Э.Л., В.В. Кирюшкин, Н.П. Перевалова. Определение характеристик ионосферного возмущения в ближней зоне эпицентра землетрясения // Радиотехника и электроника. 2002. Т.47. №7. С. 822830.

10. Афраймович Э.Л., В.В. Чернухов, В.В. Кирюшкин. Пространственно-временные характеристики ионосферного возмущения, обусловленного ударно-акустическими волнами, генерируемыми при запусках ракет // Радиотехника и электроника. 2001. Т.46. №11. С. 1299-1307.

11. Афраймович Э.Л., Воейков C.B. Экспериментальное доказательство существования уединенной внутренней гравитационной волны в атмосфере земли во время мощной магнитной бури 30.10.2003 г. // Доклады Академии Наук. 2004. Т.399. №5. С. 683-686.

12. Афраймович Э.Л., Е.А. Косогоров, A.B. Плотников, A.M. Уралов. Параметры ударно-акустических волн, генерируемых при землетрясениях // Физика Земли. 2001. №6. С. 16-28.

13. Афраймович Э.Л., И.И. Варшавский, Б.О. Вугмейстер, А.Д. Калихман и др. Влияние наземных промышленных взрывов на доплеровские и угловые характеристики отраженного от ионосферы радиосигнала // Геомагнетизм и аэрономия. 1984. Т.24. № 2. С. 322-324.

14. Афраймович Э.Л., Косогоров Е.А., Плотников A.B. Ударно-акустические волны, генерируемые при запусках ракет и землетрясениях // Космические исследования. 2002. Т. 40. №3. С. 383-393.

15. Афраймович Э.Л., О.С. Лесюта, И.И. Ушаков. Геомагнитные возмущения и функционирование навигационной системы GPS // Геомагнетизм и аэрономия. 2002. T.XLII. N2. С. 220-227.

16. Ахмедов P.P., В.Е. Куницын. Моделирование ионосферных возмущений, вызванных землетрясениями и взрывами // Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т. 44. №1. С. 105-112.

17. Ахмедов P.P., В.Е. Куницын. Численный метод решения задачи распространения акустико-гравитационных волн в атмосфере до ионосферных высот // Вестник Московского Университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2003. №3. С.38-42.

18. Бернгардт О.И., Золотухина Н.А., Шпынев Б.Г. Особенности спектральных характеристик когерентного эха в магнитную бурю 15-17 июля 2000 г. по наблюдениям иркутского радара HP // Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т.44. N6. С. 787-798.

19. Бучаченко A.J1., Ораевский В.Н., Похотелов O.A. и др. Ионосферные предвестники землетрясений // Успехи физических наук. 1996. Т. 166. №9. С. 1023-1029.

20. Викерт Й., Яковлев О.И., Павельев А.Г., Матюгов С.С., Самознаев JI.H., Ануфриев В.А. Ионосферные флуктуации дециметровых радиоволн на трассах спутник-спутник // Радиотехника и электроника. 2004. Т.49. №10. С. 1184-1191.

21. Войтов Г.И., Добровольский И.П. Химические и изотропно-углеродные нестабильности потоков природных газов в сейсмически активных регионах // Физика Земли. 1994. №3. С. 20-31.

22. Гельберг М.Г. Мелкомасштабные неоднородности высокоширотной ионосферы, порождаемые внутренними гравитационными волнами // Геомагнетизм и аэрономия. 1977. Т. XVII. №1. С. 140-142.

23. Гельберг М.Г. Неоднородности высокоширотной ионосферы. Новосибирск. Наука. 1986. 192 с.

24. Гершман Б.Н. Динамика ионосферной плазмы. М. Наука. 1974. 256 с.

25. Гершман Б.Н. Механизмы возникновения ионосферных неоднородностей в области F // Ионосферные исследования. 1980. №30. С. 17-26

26. Гершман Б.Н, Ерухимов JI.M., Яшин Ю.Я. Волновые явления в ионосфере и космической плазме. М.: Наука. 1984. 392 с.

27. Гершман Б.Н., Григорьев Г.И. Перемещающиеся ионосферные возмущения (обзор) // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1968. T.XI. №1. С. 5-27.

28. Гершман Б.Н., Казимировский Э.С., Кокоуров В.Д., Чернобровкина H.A. Явление F-рассеяния в ионосфере. М.: Наука. 1984. 144 С.

29. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука. 1967. 684 с.

30. Голицын Г.С., Кляцкин В.И. Колебания в атмосфере, вызываемые движениями земной поверхности // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1967. Т.111. №10. С. 1044-1052.

31. Гохберг М.Б., Шалимов C.J1. Литосферно-ионосферная связь и ее моделирование // Российский журнал наук о Земле. 2000. Т.2. №2.

32. Григорьев Г.И. Акустико-гравитационные волны в атмосфере Земли (обзор) // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1999. T.XLII. №1. С. 5-24.

33. Демьянов В.В., Э.Л. Афраймович, Т.Н. Кондакова. Ухудшение качества функционирования навигационной системы GPS в условиях геомагнитной возмущенности // Солнечно-земная физика. 2003. Вып. 3. С. 86-94.

34. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. М.: Мир. 1973. 502 с.

35. Е Гундзе, Лю Чжаохань. Мерцания радиоволн в ионосфере // ТИИЭР. 1982. Т.70. № 4. С. 5-45.

36. Ерухимов Л.М., Максименко О.И., Мясников E.H. О неоднородной структуре верхней ионосферы // Ионосферные исследования. 1980. №30. С. 27-48.

37. Ерухимов Л.М. О высоте и размерах неоднородностей ионосферы, ответственных за флуктуации сигналов ИСЗ // Космические Исследования. 1965. Т.З №3. С. 534-594.

38. Кащенко Н.М., Кшевецкий С.П., Мациевский C.B., Никитин М.А. Резонансная генерация ионосферных пузырей внутренними гравитационными волнами // Геомагнетизм и аэрономия. 1990. Т. 30. №3. С.446-451.

39. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1977. 832 с.

40. Крейн P.K. Мерцания радиосигналов в ионосфере // ТИИЭР. 1977. Т.65. №2. С.5-29.

41. Кукес И.С., Старик М.Е. Основы радиопеленгации. М.: Сов. Радио. 1964. 640 с.

42. Марков С. Принципы работы системы GPS и ее использование. http://zemlya.zp.ua/articles/gps/principles/principles.html

43. Нагорский П.М. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физ.-мат.наук. Томский государственный университет. Томск, 1998,31с.

44. Нагорский П.М., Таращук Ю.Е. Ионосферные возмущения, вызываемые мощными взрывами // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1992. Т.35. №9. С.110-119.

45. Орлов В.В., Уралов A.M. Реакция атмосферы на слабый наземный взрыв // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1984. Т.20. №6. С.476-485.

46. Павлов В.А. Акустический импульс над эпицентром землетрясения // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. Т.26. №5. С.807-815.

47. Павлов В.А. Воздействие землетрясений и извержений вулканов на ионосферную плазму // Изв. ВУЗов. Радиофизика. 1979. Т.22. №1. С.19-36.

48. Перцев H.H., Шалимов C.JI. Генерация атмосферных гравитационных волн в сейсмически активном регионе и их влияние на ионосферу // Геомагнетизм и аэрономия. 1996. т. 36. №2. 111-118.

49. Поляков C.B., Яхно В.Г. О термодиффузионном механизме генерации неоднородностей электронной концентрации в F-слое ионосферы // Физика плазмы. 1980. Т.6. №2. С.

50. Ришбет Г., Гарриот O.K. Введение в физику ионосферы. JL: Гидрометеоиздат. 1975. 304 с.

51. Родионов В.Н., Адушкин В.В., Костюшенко В.Н. Механические эффекты подземных взрывов (под ред. М.А. Садовского). М. Недра. 1971.

52. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. М.: ЭКОТРЕНД. 2000. 267 с.

53. Сомсиков В.М. Солнечный терминатор и динамика атмосферы. Алма-Ата: Наука. 1983. 192 с.

54. Уизем. Дж. Линейные и нелинейные волны. М.: Мир, 1977. 622 с.

55. Харисов В.Н., Перов А.И., Болдина В.А. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС. М.: Изд-во ИПРЖР. 1998. 400 с.

56. Хэррис Ф.Дж. Использование окон при гармоническом анализе методом дискретного преобразования Фурье // ТИИЭР. 1978. Т.66. №1. С.60-95.

57. Яковлев О.И. Распространение радиоволн в солнечной системе. М.: Советское радио. 1974. 192 с.

58. Якубов В.П. Доплеровская сверхболыпебазовая интерферометрия. Томск. 1997. 245 с.

59. Aarons J., J.P. Mullen, H. Whitney, et al. VHF scintillation activity over polar latitudes // Geophys. Res. Lett. 1981. V.8. P. 277-280.

60. Aarons J., Mendillo M., and Yantosca R. GPS phase fluctuations in the equatorial region during sunspot minimum // Radio Science. 1997. V.32. P.1535-1550.

61. Afraimovich E.L., Boitman O.N., Zhovty E.I., Kalikhman A.D., and Pirog T.G. Dynamics and anisotropy of traveling ionospheric disturbances as deduced from transionospheric sounding data // Radio Science. 1999. V. 34, N.2. P. 477-487.

62. Afraimovich E.L. GPS global detection of the ionospheric response to solar flares // Radio Science. 2000. V. 35, No. 6. P. 1417-1424.

63. Afraimovich E.L., Kosogorov E.A., Lesyuta O.S., Yakovets A.F., Ushakov I.I. Geomagnetic control of the spectrum of traveling ionospheric disturbancesbased on data from a global GPS network I I Annales of Geophysicae. 2001. V.19. №7. P.723-731.

64. Afraimovich E.L. Dynamics and anisotropy of traveling ionospheric disturbances as deduced from transionospheric sounding data. Statistical angle-of-arrival and doppler method (SADM). Preprint ISTP. 1995. №5-95. P.54.

65. Afraimovich E.L. Statistical angle-of-arrival and doppler method (SADM) for determining characteristics of the dynamics of the transionospheric radio signal interference pattern // Acta Geod. Geoph. Hung. 1997. V.32. №3-4. P.461-468.

66. Afraimovich E.L., E.A. Kosogorov, N.P. Perevalova, and A.V. Plotnikov. The parameters of shock acoustic waves generated during rocket launches // Advances of Space Research. 2001. V.27. №6-7. P.1339-1343.

67. Afraimovich E.L., E.A. Kosogorov, L.A. Leonovich. The use of the international GPS network as the global detector (GLOBDET) simultaneously observing sudden ionospheric disturbances // Earth, Planets, and Space. 2000. V.52. №11. P.1077-1082.

68. Afraimovich E.L., Palamartchouk K.S., and Perevalova N.P. GPS radio interferometry of travelling ionospheric disturbances // J. Atm. Terr. Phys. 1998. V. 60. №12. P. 1205-1223.

69. Afraimovich E.L., Palamartchouk K.S., and Perevalova N.P. Statistical angle-of-arrival and doppler method for GPS interferometry of TIDs // Advances of Space Research. 2000. V.26. №6. P. 1001-1004.

70. Afraimovich E.L., N.P. Minko, and S.V. Fridman. Spectral and dispersion characteristics of medium-scale travelling ionospheric disturbances as deduced from transionospheric sounding data // J. Atmos. Terr. Phys., 1994. V.56. №11. P. 1431-1446.

71. Afraimovich E.L., E.I. Astafieva, S.V. Voyeikov. Isolated ionospheric disturbances as deduced from global GPS network // Annales Geophysicae. 2004. V.22. P. 47-62.

72. Afraimovich E.L., N.P. Perevalova, A.V. Plotnikov and A.M. Uralov. The shock-acoustic waves generated by the earthquakes // Annales Geophysicae. 2001. V.19.№4. P. 395-409.

73. Afraimovich, E.L., V.V. Demyanov, T.N. Kondakova. Degradation of performance of the navigation GPS system in geomagnetically disturbed conditions // GPS Solutions. 2003. V.7. №2. P. 109-119.

74. Amore M., Bonaccoroso A., Ferrari F., Mattia M. Eolo: software for the automatic on-line treatment and analysis of GPS data for environmental monitoring // Computers and Geosciences. 2002. V.28.№2. P. 271-280.

75. Ashkenazi V. Galileo challenge and opportunity // Galileo's World. Winter 2000. P. 42-44.

76. Barry G.H., Griffiths L.J., Taenzer J.C. HF radio measurements of high-altitude acoustic-waves from a ground level explosion // J. Geophys. Res. 1966. V.71. P. 4173-4182.

77. Basu S. and J. Aarons. The morphology of high-latitude VHF scintillation near 70 // J. Geophys. Res. 1980. V.15. P. 59-70.

78. Basu S., M.C. Kelley. A review of recent observations of equatorial scintillations and their relationship to current theories of F-region irregularity generation // Radio Science. 1979. V.14. P. 471.

79. Basu Santimay, MacKenzie E., and Basu Sunanda. Ionospheric constraints on VHF/HUF communications links during solar maximum and minimum periods // Radio Science. 1988. V.23. P. 363-378.

80. Beach T.L., Kelley M.C., and Kintner P.M. Total electron content variations due to nonclassical traveling ionospheric disturbances: Theory and Global Positioning System observations // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 7279-7292.

81. Bertel L., Bertin F., and Testud J. De la mesure du contenu electronique integre appliquee a l'observation des ondes de gravite de moyenne echelle // J. Atm. Terr. Phys. 1976. V.38. P. 261-270.

82. Blanc E., Jacobson A.R. Observation of ionospheric disturbances following a 5-kt chemical explosion. 2. Prolonged anomalies andstratifications in the lower thermosphere after shock passage I I Radio Science. 1989. V.24. P.739-746.

83. Bowman G.G. A review of some recent work on mid-latitude spread-F occurrence as detected by ionosondes // J. Geomag. Geoelectr. 1990. V.42. Nl.P. 109-138.

84. Bowman G.G. Nighttime mid-Latitude travelling ionospheric disturbances associated with mild spread-F conditions // J. Geomag. Geoelectr. 1991. V.43. N8. P. 899-920.

85. Bowman G.G. Quasi-periodic scintillations at mid-latitudes and their possible association with ionospheric sporadic-E structures // Annales Geophysicae. 1989. V.7. №3. P. 259-268.

86. Bristow W.A. and Greenwold R.A. Multi-radar Observations of Medium Scale Acoustic Gravity Waves Using the Super Dual Auroral Radar Network // J. Geophys. Res. 1996. V.101. N A11. P. 24499-24511.

87. Bristow W.A. and Greenwold R.A. On the Spectrum of Thermospheric Gravity Waves Observed by the Super Dual Auroral Radar Network // J. Geophys. Res. 1997. V.102. N A6. P. 11585-11595.

88. Buneman O. Excitation of field aligned sound waves by electron plasmas // Phys. Rev. Lett. 1963. V. 10. P. 25-27.

89. Calais E., Minster J.B. GPS detection of ionospheric perturbations following a Space Shuttle ascent // Geophys. Res. Lett. 1996. V.23. P. 18971900.

90. Calais E., Minster J.B. GPS detection of ionospheric perturbations following the January 1994, Northridge earthquake // Geophys. Res. Lett. 1995. V.22. P. 1045-1048.

91. Calais E., Minster B.J., Hofton M.A., Hedlin M.A. H. Ionospheric signature of surface mine blasts from Global Positioning System measurements H Geophys J. Int. 1998. V.132. P. 191-202.

92. Calais E., J.S. Haase and J.B. Minster. Detection of ionospheric perturbations using dense GPS arrays in Southern California // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30. N12. 1628. doi:10.1029/2003GL017708.

93. Carlos, R. C. and Massey, R. S. The Los Alamos beacon receiver Array // IEEE Transacrions on Geosciences and Remote Sensing. 1994. V.32. P. 954-958.

94. Conker, R.S., M. B. El-Arini, C. J. Hegarty and T. Hsiao. Modeling the effects of ionospheric scintillation on GPS/Satellite-Based Augmentaion System availability // Radio Science. 2003. V. 38. N1. 1001, doi: 10.1029/2000RS002604.

95. Crane R.K. Spectra of ionospheric scintillation // J. Geophys. Res. 1974. V.81. P. 2041-2050.

96. Daniels F.B., Bauer S.J., Harris A.K. The shock waves vertically propagation ionosphere // J. Geophys. Res. 1960. V. 65. N6. P. 1848-1850.

97. Davies K. Recent progress in satellite radio beacon studies with particular emphasis on the ATS-6 radio beacon experiment // Space Science Review. 1980. V.25. N.4. P. 357-430.

98. Davis M. J. The integrated ionospheric response to internal atmospheric gravity waves // J. Atm. Terr. Phys. 1973. V. 35. P. 929-959.

99. Dyson P.L., J.P. McClure, and W.B. Hanson. In situ measurements of the spectral characteristics of ionospheric irregularities // J. Geophys. Res. 1974. V.81.P. 2041-2050.

100. Fejer B.G., Kelley M.C. Ionospheric irregularities // Reviews of Geophys. and Space Phys. 1980. V.18. №2. P. 401-454.

101. Fitzgerald T.J. Observations of total electron content perturbations in GPS signals caused by a ground level explosion // J. Atm. and Terr. Phys. 1997. V.59. №7. P. 829-834.

102. Foster J., Aarons J. Enhanced antisunward convection and F-region scintillations at mid-latitudes during storm onset // J. Geophys. Res. 1988. V.93. №.A10. P. 11,537-11,542.

103. Foster J.C., and Tetenbaum D. High resolution backscatter power observations of 440 MHz E-region coheren echoes in Millstone-Hill // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. P. 1251-1261

104. Francis S.N. Global propagation of atmospheric gravity waves: A review // J. Atmos. Terr. Phys. 1975. V.37. P. 1011-1054.

105. Georges T.M. HF Doppler studies of TID's // J. Atm. Terr. Phys. 1968. V.30. №5. P. 735-746.

106. Georgies T.M., Hooke W.H. Wave-induced fluctuations in ionospheric electron content: a model indicating some observational biases // J. Geophys. Res. 1970. V.75. P. 6295-6308.

107. Gurtner W. RINEX: The Receiver Independent Exchange Format Version 2, http://igscb.jpl.nasa.gov/igscb/data/format/rinex2.txt, 1993.

108. Haldoupis C. A review on radio studies of auroral E-region ionospheric irregularities // Annales Geophysicae. 1989. V.7. N3. P. 239-258.

109. Hocke K., and Schlegel K. A review of atmospheric gravity waves and traveling ionospheric disturbances: 1982-1995 // Annales Geophysicae. 1996. V. 14, No. 5. P. 917-940.

110. Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., and Collins J. Global Positioning System: Theory and Practice. Springer-Verlag Wien. New York. 1992. P. 327.

111. Jacobson A.R., Carlos R.C. Observations of acoustic-gravity waves in the thermosphere following Space Shuttle ascents. //J. Atm. Terr. Phys. 1994. V.56. P. 525-528.

112. Jokippi J.R. and J.V. Hollweg. Interplanetary scintillation and the structure of solar wind fluctuations // Astrophysical J. 1970. V. 160. P. 745753.

113. Karasawa Y., Yasukawa K. and Yamada M. Ionospheric scintillation measurements at 1.5 GHz in mid-latitude region // Radio Science. 1985. V. 20. №3. P. 643 -651.

114. Kintner P.M., H. Kil, and E. de Paula. Fading time scales associated with GPS signals and potential consequences // Radio Science. 2001. V. 36. №4. P. 731-743.

115. Klobuchar J.A. Ionospheric time-delay algorithm for single-frequency GPS users // IEEE Transactions on Aerospace and Electronics System. 1986. V. 23. №3. P.325-331.

116. Kushida Y. and Kushida R. Possibility of earthquake forecast by radio observations in the VHF band // J. of Atmospheric Electricity. 2002. V. 22. № 3. P. 239-255.

117. Ledvina B.M., Makela J.J., Kintner P.M. First observations of intense GPS LI amplitude scintillations at midlatitude // Geophys. Res. Lett. 2002. V. 29. N14. 10.1029/2002GL014770.

118. Li Y.Q., Jacobson A.R., Carlos R.C., Massey R.S., Taranenko Y.N., Wu G. The blast wave of the Shuttle plume at ionospheric heights // Geophys. Res. Lett. 1994. V. 21. P. 2737-2740.

119. Lloyd K.H., Haerendel G. Numerical modeling of the drift and deformation of ionospheric plasma clouds and their interaction with other layers of the ionosphere //J. Geophys. Res. 1973. V. 78. P. 7389-7415.

120. Mannucci A.J., Wilson B.D., Yuan D.N., Ho C.H., Lindqwister U.J. and Runge T.F. A global mapping technique for GPS-derived ionospheric TEC measurements // Radio Science. 1998. V. 33. №3. P. 565-582.

121. Massey R.S. Carlos R.C., Jacobson A.R. and Wu G. Observations of TEC fluctuations from an explosion on the earth's surface // Proceedings of the International Beacon Satellite Symposium Aberystwyth. 1994. P. 128131.

122. McNicol R.W.E., Webster H.C., and Bowman G.G. A study of "spread-F" ionospheric echoes at night at Brisbane. I range spreading (experimental) // Austral. J. Phys. 1956. V. 9. N2. P. 247-271.

123. Mercier C. Observations of atmospheric gravity waves by radiointerferometry // J. Atm. Terr. Phys. 1986. V. 48. №7. P. 605-624.

124. Mercier C. Some characteristics of atmospheric gravity waves observed by radio-interferometry // Annales Geophysicae. 1996. V. 14. P. 42-58.

125. Mercier C., and Jacobson A.R. Observations of atmospheric gravity waves by radio interferometry: are results biased by the observational technique //Annales Geophysicae. 1997. V. 15. P.430-442.

126. Miller C.A., and Kelley M.C. Electrodynamics of Mid-Latitude Spread-F: 3. Electrodynamic Wave? A new look at the role of electric fields in Thermospheric Wave Dynamics // J. Geophys. Res. 1997. V. 102, N A6. P. 11539-11547.

127. Narayana N.R., Lyon G.F., Klobuchar J.A. Acoustic waves in the ionosphere // J. Atm. Terr. Phys. 1969. V. 31. N4. P. 539-545.

128. National Space Weather Program. The Implementation Plan. 2000. Washington, DC. http://www.ofcm.gov/nswp-ip/text/cover.htm.

129. Pokhotelov O.A., Parrot M., Fedorov E.N., Pilipenko V.A., Surkov V.V., Gladichev V.A. Response of the ionosphere to natural and man-made acoustic sources // Annales Geophysicae. 1995. V. 13. №11. 1197-1210.

130. Pilipenko V., Shalimov S., Uyeda S., Tanaka H. Possible mechanism of the over-horizon reception earthquake of FM radio waves during earthquake preparation period // Proceedings of the Japan Academy. 2001. V. 77. Ser. B.№7. C. 125-130.

131. Rao N.N. A large-scale traveling ionospheric disturbance of polar origin // Planetary and Space Science. 1975. V. 23. №2. P. 381-384.

132. Rastogi R.G., Aarons J. Nighttime ionospheric radio scintillations and vertical drifts at the magnetic equator // J. Atm. Terr. Phys. 1980. V. 42. P. 583-591.

133. Reid G.C. The formation of small-scale irregularities in the ionosphere // J. Geophys. Res. 1973. V. 78. №5. P. 1627-1640.

134. Rodger A.S. Resent Scientific Advances in Geospace Research Using Coherent- and Incoherent-Scatter Radar // Review of Radio Science 19961999, ed. W.R. Stone. 1999. Published for the URSI, Oxford Univ. Press. P. 539-580.

135. Rottger J. Radar systems in ionospheric research // Modern Radio Science, ed. M.A. Stuchly. 1999. Published for the URSI, Oxford Univ. Press. P. 213-247.

136. Row, R.V. Acoustic-gravity waves in the upper atmosphere due to a nuclear detonation and an earthquake // J. Geophys. Res. 1967. V. 72. P. 1599-1610.

137. Rudenko, G.V., A.M. Uralov. Calculation of ionospheric effects due to acoustic radiation from an underground nuclear explosion // J. Atm. Terr. Phys. 1995. V. 57. №3. P. 225-236.

138. Sagalyn R.C., M. Smiddy, and M. Ahmed. High-latitude irregularities in the topside ionosphere based on ISIS-thermal probe data // J. Geophys. Res. 1974. V. 79. P. 1497.

139. Saito A., Iyemori T., and Takeda M. Evolutionary Process of 10-kilometre scale irregularities in the night-time mid-latitude ionosphere // J. Geophys. Res. 1998.V. 103. P. 3993-4000.

140. Skone, S. and M. de Jong. Limitations in GPS receiver tracking performance under ionospheric scintillation // Physics and Chemistry of the Earth. Part A 2001. V. 26. №6-8. P. 613-621.

141. Skone, S., and M. de Jong. The impact of geomagnetic substorms on GPS receiver performance // Earth, Planets and Space. 2000. V.52. P. 10671071.

142. St.-Maurice J.P., J.C. Foster, J.M. Holt, and C. Del Pozo. First results on the observations of 440-MHz high-latitude coherent echoes from the E-region with the Millstone Hill Radar // J. Geophys. Res. 1989. V. 94. №A6. P. 6771-6798.

143. Titheridge J.E. The diffraction of satellite signals by isolated ionospheric irregularities. // J. Atm. Terr. Phys. 1971. V. 33. P. 47- 69.

144. Vo H.B., Foster J.C. A quantitive study of ionospheric density gradients at midlalitudes // J. Geophys. Res. 2001. V. 106. №A10. P. 21,555-21,564.

145. Wernik A.W. and C.H. Liu. Application of the scintillation theory to ionospheric irregularities studies // Artificial Satellites. 1975. V.10. P. 37-58.

146. Wilson, B. D., A. J. Mannucci and C. D. Edwards. Subdaily northern hemisphere maps using the IGS GPS network // Radio Science. 1995. V.30. P. 639-648.

147. Yeh K., Swenson G.W. The scintillation of radio signals from satellites // J. Geophys. Res. 1959. V. 64. P. 2281-2294.

Информация о работе

Астафьева, Эльвира Идияловна
кандидата физико-математических наук
Иркутск, 2005
ВАК 25.00.29

Диссертация

Пространственно-временные характеристики ионосферных неоднородностей средних широт по данным GPS-измерений полного электронного содержания - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы