Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Возмущения полного электронного содержания в ионосфере, обусловленные внезапным началом магнитных бурь и солнечными затмениями

ВАК РФ 25.00.29, Физика атмосферы и гидросферы

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Лесюта, Олег Сергеевич

Список таблиц

Список рисунков.

Список обозначений и сокращений.

Введение

1 Определение полного электронного содержания в ионосфере по данным двухчастотных приемников навигационной системы GPS

1.1 Общие сведения о навигационной системе GPS.

1.2 Глобальная сеть двухчастотных приемников GPS. Получение по Internet данных в формате RINEX.

1.3 Определение полного электронного содержания.

1.4 Полное электронное содержание и перемещающиеся ионосферные возмущения локальной электронной концентрации

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

1.5.1 Первичная обработка данных.

1.5.2 Вторичная обработка данных.

Мгновенный отклик среднеширотной ионосферы на внезапное начало сильных магнитных бурь

2.1 Введение.

2.2 Геометрия эксперимента.

2.3 Методика обработки данных. Пространственное накопление отклика полного электронного содержания на внезапное начало магнитной бури

2.4 Ионосферный отклик на внезапное начало сильной магнитной бури 6 апреля 2000 г.

2.5 Ионосферный отклик на другие магнитные бури.

2.6 Обсуждение результатов.

Спектр мощности вариаций полного электронного содержания по данным глобальной сети GPS

3.1 Введение

3.2 Общая характеристика и геометрия эксперимента

3.3 Определение среднего логарифмического спектра мощности вариаций полного электронного содержания по данным GPS.

3.4 Статистика наклона спектра

3.5 Геомагнитный контроль амплитуды вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов 20-60 мин . . 102 3.5.1 Амплитуда вариаций полного электронного содержания в функции мирового времени.

3.5.2 Корреляция амплитуды вариаций полного электронного содержания и АЕ индекса во время магнитных бурь.

3.5.3 Амплитуда вариаций полного электронного содержания в функции местного времени.

3.6 Динамические спектры вариаций полного электронного содержания.

3.7 Обсуждение результатов.

Геомагнитные возмущения и сбои фазовых измерений е системе GPS

4.1 Введение.

4.2 Геометрия эксперимента и общие сведения об используемой базе данных.

4.3 Метод обработки данных.

4.3.1 Относительная плотность сбоев разности фаз L1 — L2 и сбоев фазы L1.

4.3.2 Оценка амплитуды вариаций полного электронного содержания.

4.3.3 Условия и ограничения обработки данных

4.4 Результаты анализа относительной плотности сбоев

4.4.1 Магнитоспокойные дни.

4.4.2 Магнитные бури 6 апреля и 15 июля 2000 г.

4.4.3 Корреляция возрастания плотности сбоев и амплитуды вариаций полного электронного содержания

4.4.4 Зависимость плотности сбоев фазовых измерений LI — L2 л L1 от типа приемников GPS

4.4.5 Определение вариаций полного электронного содержания на основной частоте fi.

4.4.6 Нормированные распределения углов прихода лучей на ИСЗ GPS.

4.5 Обсуждение результатов.

Ионосферный отклик полных солнечных затмений 11 августа 1999 г. и 21 июня 2001 г.

5.1 Введение.

5.2 Ионосферный отклик полного солнечного затмения 11 августа 1999 г. по данным европейской сети GPS.

5.2.1 Геометрия эксперимента и общие данные о солнечном затмении 11 августа 1999 г.

5.2.2 Отклик ионосферы на затмение по данным ионосферной станции Chilton.

5.2.3 Обработка данных сети GPS и результаты анализа ионосферного эффекта солнечного затмения 11 августа 1999 г.

5.3 Ионосферный отклик полного солнечного затмения 21 июня 2001 г. по данным африканской сети GPS.

5.3.1 Геометрия эксперимента и общие данные о солнечном затмении 21 июня 2001 г.

5.3.2 Отклик ионосферы на затмение по данным ионосферной станции Madirnbo.

Список таблиц

2.1 Характеристики отклика ионосферы на SSC, полученные в ранних исследованиях.

2.2 Параметры мгновенного ионосферного отклика на внезапное начало магнитных бурь по данным глобальной сети GPS.

3.1 Результаты анализа геомагнитного контроля амплитуды вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов 20-60 мин.

4.1 Данные эксперимента по детектированию сбоев фазы в системе GPS во время магнитных бурь

5.1 Обзор результатов детектирования ионосферного отклика на полные солнечные затмения, полученных в ранних исследованиях.

5.2 Географические координаты станций GPS, данные которых использовались при изучении ионосферного отклика на полное солнечное затмение 11 августа 1999 г.

5.3 Параметры ионосферного отклика полного солнечного затмения 11 августа 1999 г.

Список рисунков

1.1 Геометрия глобальной сети GPS

1.2 Исследование ионосферы с помощью GPS.

1.3 Модель магнитного поля Земли.

1.4 Структурная схема глобального детектора ионосферных возмущений GLOBDET.

1.5 Программный комплекс GLOBDET; первичная обработка данных GPS в формате RINEX.

1.6 Программный комплекс GLOBDET; вторичная обработка данных GPS в формате RINEX.

2.1 Геометрия части глобальной сети GPS, использованной при анализе ионосферного отклика на внезапное начало магнитной бури 8 июня 2000 г.

2.2 Отклик полного электронного содержания на внезапное начало магнитных бурь 6 апреля и 8 июня 2000 г. для отдельных временных зависимостей.

2.3 Интегральный отклик полного электронного содержания на внезапное начало магнитной бури 6 апреля 2000 г. для дневной и ночной сторон Земли.

Распределения времени минимума полного электронного содержания и амплитуда отклика полного электронного содержания в функции широты и местного времени для магнитных бурь 6 апреля, 8 июня 2000 г.

Интегральный отклик полного электронного содержания на внезапное начало магнитной бури 8 июня 2000 г. для дневной и ночной сторон Земли.

Временные зависимости и логарифмические спектры мощности вариаций полного электронного содержания для спокойного и возмущенного периодов во время магнитной бури 15 июля 2000 г.

Средние логарифмические спектры мощности вариаций полного электронного содержания для магнитоспокойного и магнитовозмущенных дней

Распределения индекса наклона спектра мощности вариаций полного электронного содержания для магнитовозмущенных и магнитоспокойных условий.

Эффект геомагнитного контроля амплитуды вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов 20-60 мин во время магнитных бурь 6 апреля и 15 июля 2000 г. Эффект геомагнитного контроля амплитуды вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов 2060 мин во время магнитных бурь 26-27 августа и 24-25 сентября 1998 г.

3.6 Корреляция амплитуды вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов 20-60 мин и АЕ индекса во время магнитных бурь 26-27 августа, 24-25 сентября 1998 г.; 6-7 апреля, 15-16 июля 2000 г.

3.7 Суточная зависимость индекса наклона к спектра мощности вариаций полного электронного содержания и амплитуда M(t) вариаций ПЭС в диапазоне периодов 20-60 мин для магнитоспокойных дней 29 июля 1999 г. и 9 января 2000 г.; для магнитовозмущенных дней 6 апреля и 15 июля 2000 г.

3.8 Динамические амплитудные спектры отфильтрованных вариаций полного электронного содержания для магнитной бури 26-28 августа 1998 г.

3.9 Динамические амплитудные спектры отфильтрованных вариаций полного электронного содержания для магнитной бури 24-26 сентября 1998 г.

3.10 Динамические амплитудные спектры отфильтрованных вариаций полного электронного содержания для магнитной бури 5-7 апреля 2000 г.

3.11 Динамические амплитудные спектры отфильтрованных вариаций полного электронного содержания для магнитной бури 14-16 июля 2000 г.

3.12 Динамика аврорального овала и динамический спектр отфильтрованных вариаций полного электронного содержания для магнитной бури 5-7 апреля 2000 г.

13 Динамика аврорального овала, динамический спектр отфильтрованных вариаций полного электронного содержания и когерентное обратное рассеяние, зарегистрированное на Иркутской станции HP во время магнитной бури 15 июля 2000 г.

1 Вариации полного электронного содержания, определенные по разности фаз LI — L2 и L1, для спокойного и возмущенного периодов во время магнитной бури 15 июля 2000 г.

2 Зависимость от LT относительной средней плотности сбоев P(t), полученная при усреднении данных всех ИСЗ в диапазоне долгот 0° — 360° Е (три интервала широт) для магнитоспокойных дней 29 июля 1999 г. и 9 января 2000 г.

3 Иллюстрация увеличения плотности фазовых сбоев приемников GPS во время магнитных бурь 6 апреля и 15 июля 2000 г.

4 Зависимость от LT относительной средней плотности сбоев P{t), полученная при усреднении данных всех ИСЗ в диапазоне долгот 0° — 360° Е (три интервала широт) для магнитных бурь 6 апреля и 15 июля 2000 г.

5 Зависимости от LT относительной средней плотности сбоев P(t) фазовых измерений LI — L2 и фазовых измерений только L1, полученные при усреднении данных всех ИСЗ (разные типы приемников) в диапазоне долгот 0° — 360° Е на средних широтах 30° — 50° N для большой магнитной бури 6 апреля 2000 г.

Зависимости от LT относительной средней плотности сбоев P(t) фазовых измерений LI — L2 и фазовых измерений только 1/1, полученные при усреднении данных всех ИСЗ (разные типы приемников) в диапазоне долгот 0° — 360° Е на экваториальных широтах 30° S-30° N для большой магнитной бури 6 апреля 2000 г.

Нормированные распределения углов места и азимутов лучей, при которых на средних широтах 30° — 50° N зафиксированы сбои измерений разности фаз LI — L2 и фазы L1.

Геометрия полного солнечного затмения 11 августа

1999 г.

Вариации параметров (/o-F2, h'F, foFl, h'F2) по данным ионосферной станции Chilton (RAL) во время полного солнечного затмения 11 августа 1999 г.

Значения foF2 и геометрия эксперимента для ионосферной станции Chilton, отфильтрованные вариации полного электронного содержания за 11 августа 1999 г. для трех станций GPS.

Долготная зависимость временного положения минимумов отфильтрованных рядов полного электронного содержания для 11 августа 1999 г.

Геометрия полного солнечного затмения 21 июня 2001 г. Вариации параметров (/oF2, ПЭС, hmF2) для ионосферной станции Madimbo во время полного солнечного затмения 21 июня 2001 г.

Список обозначений и сокращений окп пэс см пив

АГВ SSC

СНР GPS

ГЛОНАСС GLOBDET Я dH dt околоземное космическое пространство полное электронное содержание искусственный спутник земли среднемасштабные перемещающиеся 19 ионосферные возмущения акустико-гравитационные волны sudden storm commencement - внезапное 19 начало магнитной бури станция некогерентного рассеяния

Global Positioning System- глобальная 21 система местоопределения

ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая 21 Система технология глобального детектирования 21 ионосферных возмущений горизонтальная компонента магнитного поля 28 Земли временная производная горизонтальной компоненты магнитного поля Земли

Total Electron Content Unit - общепринятая в настоящее время единица измерения ПЭС,

1 ТЕСи=1016 миндекс возмущенности геомагнитного поля, который дает среднее по долготе уменьшение горизонтальной составляющей поля на низких широтах индекс возмущенности геомагнитного поля, определенный по наибольшей из амплитуд Н, D, или Z компоненты, для 3-часовых интервалов среднеквадратичное отклонение индекс возмущенности геомагнитного поля, позволяющий контролировать интенсивность полярной электроструи по вариациям Н-компоненты кол-во оборотов фазы на основной частоте /i основная частота GPS /i=1575.42 МГц кол-во оборотов фазы на вспомогательной частоте / вспомогательная частота GPS /2=1227.60 МГц спутниковая радионавигационная система радионавигационные параметры фазоманипулированный сигнал доплеровское смещение частоты электронная концентрация ПЭС вдоль луча зрения на ИСЗ критическая частота слоя F2 высота максимума слоя F ионозонд фарадеевское вращение линейно-поляризованного сигнала крупномасштабные перемещающиеся ионосферные возмущения местное время всемирное время pseudo random noise - номер ИСЗ быстрое преобразование Фурье динамический амплитудный спектр

Space Environmental Monitor - камера космического пространства наклонное зондирование максимальная электронная концентрация слоя F критическая частота слоя Е действующая высота слоя F2 действующая высота нижней границы слоя F действующая высота на фиксированных плазменных частотах доплеровский сдвиг частоты

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Возмущения полного электронного содержания в ионосфере, обусловленные внезапным началом магнитных бурь и солнечными затмениями"

Научный интерес к проблеме исследования ионосферных возмущений различного класса (магнитные бури, солнечные затмения и т.д.) обусловлен тем, что такие воздействия можно трактовать как активные эксперименты в атмосфере Земли и использовать их для решения целого ряда задач физики ионосферы, ионосферного распространения радиоволн и т.д. Кроме того, по мере развития прогресса наша цивилизация все более и более полагается на технологические системы связи, навигации и локации, функционирование которых в определенной степени зависит от состояния околоземного космического пространства (ОКП).

Чтобы подготовиться к решению проблем уязвимости технологических систем, ряд правительственных ведомств США разработали программу, названную Национальной Программой "Космическая Погода" [111]. Аналогичная программа разрабатывается в России.

Особый интерес с научной и практической точки зрения в рамках программ "Космическая погода" представляет разработка новой, основанной на современных достижениях, технологии мониторинга ОКП и анализ всего комплекса ионосферных возмущений на средних широтах, сопровождающих развитие геомагнитных бурь. Эти возмущения проявляются в изменениях различных параметров среды (локальной электронной концентрации, температуры электронов и ионов, и т.д.), в том числе в вариациях полного электронного содержания (ПЭС), измеряемого по сигналам ИСЗ. Измерения ПЭС важны не только как источник дополнительной информации о среде, но и для совершенствования широкого класса спутниковых радиотехнических систем.

19

Предметом настоящей диссертации являются вариации полного электронного содержания в диапазоне периодов 2-60 мин, наблюдаемые на средних широтах во время геомагнитных возмущений и полных солнечных затмений.

К таким возмущениям прежде всего относятся среднемасштабные перемещающиеся ионосферные возмущения (СМ ПИВ) с временным периодом в диапазоне 20-60 мин [97, 31], являющиеся ионосферным откликом внутренних атмосферных акустико-гравитационных волн (АГВ). Анализируемый диапазон периодов соответствует при средней скорости перемещения неоднородностей ионизации в ионосфере порядка 100 м/с диапазону пространственных масштабов от 120 км до 360 км [97]. Вариации электронной концентрации с периодами от 2 до 20 мин также связывают с АГВ промежуточного масштаба (12 - 120 км), ответственными за явления типа F — spread [15].

Среди большого числа явлений, наблюдающихся в различные фазы развития магнитосферной бури, следует выделить отклик ионосферы на внезапное начало магнитной бури (SSC). К возмущениям анализируемого диапазона периодов можно отнести также возмущения, обусловленные солнечными затмениями. Анализ ионосферных эффектов солнечных затмений представляет большой интерес не только для уточнения моделей ионосферы, но и как своего рода калибровочный эксперимент для проверки различных методов детектирования ионосферных возмущений.

Несмотря на многолетние усилия исследователей, многочисленные известные до сих пор экспериментальные данные не позволяют получить более или менее достоверные оценки основных параметров всего

20 комплекса ионосферных возмущений, сопровождающих развитие геомагнитных бурь. Для обеспечения прогресса в этой области необходимо проведение одновременных измерений с высоким пространственно-временным разрешением на большой площади, охватывающей районы с различным местным временем. Без такого разрешения невозможно проследить в деталях процесс расширения авроральной зоны на средние широты и обратный процесс восстановления предбуревого равновесия. Кроме того, соответствующие системы мониторинга ОКП должны работать непрерывно, еще лучше в реальном масштабе времени, для того, чтобы обеспечить функционирование важнейших технологических систем.

В настоящее время наблюдается существенный прогресс в развитии спутниковых методов оптического мониторинга процессов в верхней атмосфере с высоким пространственным разрешением, позволяющих визуализировать многие интересные явления (особенно в авроральной области). Однако до сих пор аналогичная технология глобального мониторинга ионосферных возмущений еще не создана. Ни один из известных ранее методов исследования ионосферы (с помощью ионозондов, станций некогерентного рассеяния (СНР), сигналов геостационарных ИСЗ и т. д.) не удовлетворяет подобным требованиям. Известные проекты глобальных радиофизических систем ДВ, СВ и KB диапазонов требуют больших финансовых затрат и времени на создание большого количества радиопередающих и приемных пунктов глобальной сети и соответствующих линий связи.

В связи с этим чрезвычайно актуальной является разработка такой идеологии, которая базировалась бы на использовании уже существую

21 щих глобальных спутниковых систем. В этом случае основные затраты на создание соответствующей системы мониторинга ОКП составляют затраты на разработку и создание программного комплекса, что на порядки меньше стоимости специально разрабатываемых систем.

Наиболее развиты в технологическом отношении глобальные спутниковые навигационные системы GPS (Global Positioning System- глобальная система местоопределения), ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) и аналогичная европейская система GALILEO. Новую эру в дистанционной диагностике ионосферы открывает создание широко разветвленных сетей наземных приемных пунктов GPS, насчитывающих к январю 2002 г. не менее 1000 приемников, данные которых непрерывно и бесплатно поставляются в Internet.

В последнее время спутниковая навигационная система GPS стала широко применяться для научных исследований в области геодинамики, физики атмосферы, ионосферы, плазмосферы Земли и т. д. [76, 103]. Подобные исследования представляют не только научный интерес, но важны также и для совершенствования самой системы GPS.

В ИСЗФ СО РАН разрабатываются идеология и программный комплекс глобального детектирования и мониторинга ионосферных возмущений GLOBDET естественного и техногенного происхождения по данным измерений вариаций ПЭС на глобальной сети приемников навигационных систем GPS [48]. Глобальный GPS детектор, как часть комплекса космической погоды в ОКП, отличается от ранее известных средств радиозондирования ионосферы непрерывностью наблюдений, высокой чувствительностью и пространственно-временным разрешением, а также технологичностью обработки данных.

22

В отличие от традиционных средств ионосферных наблюдений, высотный предел которых не превышает 200-400 км (ионозонды, KB до-плеровские измерения), или 1000-2000 км (станции некогерентного рассеяния и системы регистрации поворота плоскости поляризации УКВ сигнала геостационарных ИСЗ), появилась возможность глобального GPS детектирования возмущений плазмосферы Земли в диапазоне высот вплоть до 20000 км.

Однако для использования потенциала GPS мониторинга ОКП предстоит еще разработать соответствующие методы обработки сигналов GPS, адаптировать их к решению конкретных задач и провести исследования, результаты которых позволят оценить эффективность этого нового экспериментального средства изучения окружающей среды.

Цель работы

Исследование глобальных характеристик возмущений полного электронного содержания в ионосфере с характерным периодом в диапазоне 2-60 мин, наблюдаемых на средних широтах во время геомагнитных возмущений и полных солнечных затмений, на основе использования новой технологии глобального GPS детектирования ионосферных возмущений, разрабатываемой в ИСЗФ СО РАН.

Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Создание базы данных глобальной сети GPS за период 1998-2001 г. г., необходимой для определения основных параметров возмущений полного электронного содержания.

23

2. Разработка метода пространственного накопления спектров вариаций полного электронного содержания.

3. Проверка гипотезы о роли геомагнитных возмущений как фактора, определяющего характеристики спектра вариаций полного электронного содержания.

4. Исследование основных параметров (задержка, длительность, амплитуда) мгновенного отклика ионосферы на внезапное начало сильных магнитных бурь.

5. Изучение зависимости относительной плотности сбоев фазовых измерений в навигационной системе GPS от уровня геомагнитного возмущения.

6. Анализ пространственно-временных характеристик отклика ионосферы на полные солнечные затмения 11 августа 1999 г. и 21 июня 2001 г.

Научная новизна исследования:

1. Впервые установлено, что в среднем спектры вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов 2-60 мин имеют степенной вид с индексом наклона к=-2.5. Этот результат получен с применением предложенного в диссертации метода пространственного накопления спектров вариаций полного электронного содержания и на статистически более значимом, чем ранее, материале (более 2 • 106 спектров).

24

2. Впервые показано, что внезапное начало магнитных бурь сопровождается отрицательным возмущением полного электронного содержания на всей дневной стороне длительностью около 20 мин, запаздывающим относительно внезапного начала на 3-10 мин и перемещающимся от дневной стороны к ночной со скоростью порядка 10-20 км/с.

3. Впервые показано, что при увеличении уровня геомагнитной возму-щенности монотонно растет амплитуда среднеширотных вариаций полного электронного содержания; этот рост коррелирует с изменениями индекса АЕ и временной производной Dst и запаздывает на время порядка 2 часов; при расширении аврорального овала на средние широты расширяется и область с развитой среднемасштаб-ной структурой полного электронного содержания.

4. Впервые установлено, что при увеличении уровня геомагнитной воз-мущенности одновременно с ростом амплитуды вариаций полного электронного содержания на средних широтах растет относительная плотность сбоев фазовых измерений в навигационной системе GPS, достигая во время больших магнитных бурь уровня в несколько процентов, что недопустимо для ряда приложений.

5. Впервые на основе обработки данных европейской сети станций GPS показано, что запаздывание отклика полного электронного содержания относительно максимальной фазы полного солнечного затмения зависит от местного времени.

25

Достоверность результатов

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

Практическая ценность работы

Практическая ценность работы состоит в том, что полученные результаты и разработанные в диссертации методы могут быть использованы для разработки моделей ионосферных неоднородностей и при создании новых высокоэффективных систем диагностики и мониторинга ионосферы, как части комплекса космической погоды, обладающих повышенной чувствительностью, информативностью и высоким пространственно-временным разрешением.

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 GPS, спутника GOES и станций сети INTERMAGNET для серии больших магнитных бурь за период 1998-2001 г. г.

26

2. Оценка ионосферного отклика полного электронного содержания на внезапное начало больших магнитных бурь и спектральных характеристик ионосферных возмущений.

3. Обработка и анализ данных эксперимента по изучению пространственно-временных характеристик отклика ионосферы на полные солнечные затмения 11 августа 1999 г. и 21 июня 2001 г.

Автор принимал непосредственное участие в:

1. Разработке метода пространственного накопления спектров вариаций полного электронного содержания.

2. Исследовании зависимости относительной плотности сбоев фазовых измерений в навигационной системе GPS от уровня геомагнитного возмущения.

Апробация работы

Основные результаты и выводы, приведенные в диссертации, докладывались и обсуждались на 33nd Scientific Assembly of COSPAR, Warsaw, Poland, 2000; Байкальской научной молодежной школе по фундаментальной физике БШФФ-00 "Астрофизика и физика микромира", Иркутск, 2000; European Geophysical Society, XXVI General Assembly, Nice, France, 2001; The International Union of Radio Science, International Beacon Satellite Symposium, Boston, 2001; A Workshop on Space Weather Effects on Communication and Navigation Signals, Boston, 2001; VII международной научно-технической конференции "Радиолокация, навигация, связь", Воронеж, 2001; VIII международной научно-технической конференции

27

Радиолокация, навигация, связь", Воронеж, 2002; VIII Объединенном международном симпозиуме " Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы" , Иркутск, 2001; Байкальской научной молодежной школе по фундаментальной физике БШФФ-01 "Физика волновых процессов", Иркутск, 2001; Всероссийской конференции по физике солнечно-земных связей, Иркутск, 2001; а также на семинарах в ИСЗФ СО РАН и на физическом факультете Иркутского госуниверситета.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Установлено, что в среднем спектры вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов 2-60 мин имеют степенной вид с индексом наклона к=-2.5. Этот результат получен с применением предложенного в диссертации метода пространственного накопления спектров вариаций полного электронного содержания и на статистически более значимом, чем ранее, материале (более 2 • 106 спектров).

2. Показано, что реакция полного электронного содержания среднеши-ротной ионосферы на внезапное начало магнитных бурь включает в себя фазы мгновенного и запаздывающего отклика. Мгновенный отклик заключается в резком незначительном (порядка нескольких процентов) отрицательном возмущении полного электронного содержания на всей дневной стороне длительностью около 20 мин, запаздывающим относительно внезапного начала на 3-10 мин и перемещающимся от дневной стороны к ночной со скоростью порядка 10-20 км/с. С задержкой порядка 2 часов относительно максиму

28 ма производной Dst и индекса АЕ возрастает амплитуда вариаций полного электронного содержания и относительная плотность сбоев фазовых измерений в навигационной системе GPS.

3. Установлено, что запаздывание отклика полного электронного содержания относительно максимальной фазы полного солнечного затмения зависит от местного времени.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и библиографического указателя, содержащего 129 ссылок. Общий объем диссертации — 209 страниц, включая 8 таблиц и 35 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Лесюта, Олег Сергеевич

Заключение

В ходе работы получены следующие основные результаты:

1. полученные в диссертации данные по среднеширотному ионосферному отклику на геомагнитные возмущения свидетельствуют об их определяющей роли в формировании спектра вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов 2-60 мин. Этот вывод основан на использовании впервые предложенного в диссертации метода пространственного накопления спектров вариаций полного электронного содержания и на существенно большем, чем было получено ранее, статистическом материале для набора от 87 до 332 станций GPS, и для 14 суток с различным уровнем геомагнитной активности - всего около 2 • 106 спектров;

2. впервые показано, что внезапное начало магнитных бурь сопровождается отрицательным возмущением полного электронного содержания на всей дневной стороне длительностью около 20 мин, запаздывающим относительно внезапного начала на 3-10 мин и перемещающимся от дневной стороны к ночной со скоростью порядка 10-20 км/с. Амплитуда "мгновенного" отклика полного электронного содержания для рассматриваемых событий составляет 0.2-3 % от фонового значения полного электронного содержания;

3. впервые показано, что при увеличении уровня геомагнитной возму-щенности монотонно растет амплитуда среднеширотных вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов 20-60 мин; этот рост коррелирует с изменениями индекса АЕ (максимальный

187 коэффициент корреляциии 0.7) и временной производной Dst (коэффициент корреляции -0.9), и запаздывает относительно максимального значения производной Dst и индекса АЕ на время порядка 2 часов. При расширении аврорального овала на средние широты расширяется и область с развитой среднемасштабной структурой полного электронного содержания;

4. спектры мощности вариаций ПЭС в диапазоне периодов 2-60 мин имеют степенной вид с индексом наклона к=-2.5, что соответствует значению к=-З.Ь для спектров мощности ионосферных неоднород-ностей этого диапазона периодов;

5. во время больших магнитных бурь на средних широтах одновременно с усилением амплитуды вариаций полного электронного содержания растет и относительная плотность фазовых сбоев сигналов GPS, превышающая соответствующий показатель для магнитоспо-койных дней как минимум на один-два порядка. Уровень сбоев для расположенных на подсолнечной стороне Земли ИСЗ GPS в 5-10 раз больше, чем на противоположной стороне Земли;

6. амплитуда, длительность и задержка ионосферного отклика по данным 70 станций европейской сети GPS (полное солнечное затмение 11 августа 1999 г.), а также ионосферного отклика по данным 3 африканских станций GPS (полное солнечное затмение 21 июня 2001 г.), оказались достаточно близкими и составили 0.2-0.9 TECU, 3060 мин, 4-9 мин, соответственно. Запаздывание отклика полного электронного содержания относительно максимальной фазы полно

188 го солнечного затмения зависит от местного времени и монотонно увеличивается от 4 мин (10:20 LT) до 8 мин (11:02 LT).

189

Благодарности

Автор искренне благодарит своего научного руководителя д. ф.-м. н., проф. Э. Л. Афраймовича.

Автор также благодарен А. Д. Калихману, Н. Н. Климову, Е. А. Ко-согорову, В. В. Кошелеву, В. И. Куркину, Л. А. Леонович, Ю. В. Липко, С. А. Нечаеву, В. Е. Носову, К. С. Паламарчуку, Н. П. Переваловой, Е. А. Пономареву, Г. В. Попову, А. С. Потапову, А. П. Потехину, Н. А. Сутырину, А. В. Тащилину, В. В. Харченко, а также всем сотрудникам отдела физики средней атмосферы и отдела физики верхней атмосферы и распространения радиоволн Института солнечно-земной физики СО РАН за помощь в организации и проведении экспериментов, полезные дискуссии, участие в обработке данных.

Автор благодарен Lee-Anne McKinnell за предоставленные данные ионосферной станции Madimbo.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты 99-05-64753, 00-05-72026 и 01-05-06171), а также гранта ведущих научных школ Российской Федерации (00-1598509).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Лесюта, Олег Сергеевич, Иркутск

1. Акасофу С. И., Чепмен С. Солнечно-земная физика. М.: Мир, 1975. Т. 1. 512 с.

2. Афраймович Э. JI. Интерференционные методы радиозондирования ионосферы. М.: Наука, 1982. 198 с.

3. Афраймович Э. Л., Косогоров Е. А., Лесюта О. С. Ионосферный отклик полного солнечного затмения 11.08.1999 по данным евро191пейской сети GPS // Геомагнетизм и аэрономия — 2001. — Т. 41, No. 4. — С. 495-502.

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

5. Афраймович Э. Л., Лесюта О. С., Ушаков И. И. Геомагнитные возмущения и функционирование навигационной системы GPS // Геомагнетизм и аэрономия — 2002. — Т. 42, No. 2. — С. 220-227.

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

7. Андрианов В. А., Мосин В. Л., Смирнов В. М. Применение радиосигналов спутниковой навигационной системы для зондирования ионосферы Земли // Радиотехника и электроника — 1996. — Т. 41, No. 9. — С. 1029-1032.

8. Брюнелли Б. Е., Намгаладзе А. А. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988. 528 с.

9. Волков М. А., Намгаладзе А. А. Влияние электрического поля магнитосферной конвекции на формирование продольных токов взрывной фазы суббури // Геомагнетизм и аэрономия — 2001. — Т. 41, No. 1. — С. 33-38.

10. Гайлит Т. А., Гусев В. Д., Ерухимов Jl. М., Шпиро П. И. О спектре фазовых флуктуаций при зондировании ионосферы / / Известия Вузов, Радиофизика — 1983. — Т. 26, No. 3. — С. 795-801.

11. Гдалевич Г. «П., Озеров В. Д., Всехсвятская И. С., Новикова JI. Н., Соболева Т. Н. Исследования изменчивости ионосферы на высоте 500 км по данным ИСЗ «Космос-900» // Геомагнетизм и аэрономия — 1980. — Т. 20, No. 5. — С. 809-816.

12. Гершман Б. Н., Казимировский Э. С., Кокоуров В. Д., Чернобров-кина Н. А. Явление F-рассеяния в ионосфере. М.: Наука, 1984. 144 с.

13. Гинзбург В. JI. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука. 1967. 684 с.

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

15. Ивельская М. К., Сутырина Г. Е., Суходольская В. Е. Моделирование эффекта солнечного затмения в ионосфере при различных способах задания электронной температуры // Исследования по193геомагнетизму, аэрономии и физике солнца — 1977. — Вып. 41. С. 62-65.

16. Калиев М. 3., Красников И. М, Литвинов Ю. Г., Чакенов Б. Д., Яковец А. Ф. Тонкая структура спектра среднемасштабных ионосферных возмущений // Геомагнетизм и аэрономия — 1988. — Т. 28, No. 2. — С. 316-318.

17. Калихман А. Д. Экспериментальные доказательства фильтрации по направлениям среднемасштабных перемещающихся ионосферных возмущений // Геомагнетизм и аэрономия — 1978. — Т. 18, No. 2. — С. 358-360.

18. Козелова Т. В., Лазутин Л. Л., Козелов Б. В. Электрические поля во время суббури по данным спутника CRRES // Геомагнетизм и аэрономия — 2001. — Т. 41, No. 1. — С. 39-49.

19. Кринберг И. А., Тащилин А. В. Ионосфера и плазмосфера. М.: Наука, 1984. 189 с.

20. Литвинов Ю. Г., Яковец А. Ф. Измерение частотного диапазона волновой активности в слое F ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия — 1983. — Т. 23, No. 2. — С. 486-487.

21. Макаров Г. А. Внезапные начала геомагнитных бурь и условия в солнечном ветре // Геомагнетизм и аэрономия — 1994. — Т. 34, No. 3. — С. 1-6.

22. Михайлов А. А. Теория затмений. М.: Мир. 1954. 272 с.194

23. Муллаяров В. А., Музлов Е. О. Эффекты SC в ОНЧ-излучении // Геомагнетизм и аэрономия — 2000. — Т. 40, No. 2. — С. 102-106.

24. Поляков В. М., Щепкин J1. А., Казимировский Э. С., Кокоу-ров В. Д. Ионосферные процессы. Новосибирск: Наука, 1968. 536 с.

25. Потапова Н. И., Шапиро Б. С. Распределение ионизации с высотой во время ионосферных возмущений в июле 1959 г. // Ионосферные исследования. М.: Наука, — 1961. — No. 6. — С. 23-28.

26. Ришбет Г., Гарриот О. К. Введение в физику ионосферы. JL: Гид-рометеоиздат, 1975. 304 с.

27. Соловьев Ю. А. Системы спутниковой навигации. М: Эко-Трендз, 2000. 267 с.

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

29. Харисов В. Н., Перова А. И., Болдина В. А. Глобальная спутниковая радионавигационная система GLONASS. М.: ИПРЖР, 1998. 400 с.

30. Черкашин Ю. Н., Агафонников Ю. М. Эффекты солнечного затмения 11 августа 1999 г. в распространении декаметровых радиоволн на среднеширотных радиотрассах различной протяженности // Геомагнетизм и аэрономия — 2001. — Т. 41, No. 5. — С. 677-684.

31. Шашунькина В. М. Ионосферный эффект внезапного начала магнитной бури в годы максимума и минимума солнечной активности // Геомагнетизм и аэрономия — 1968. — Т. 8, No. 1. — С. 184-187.

32. Шашунькина В. М. Результаты исследования ионосферного эффекта внезапного начала магнитной бури // Ионосферные исследования. М.: Наука, — 1972. — No. 20. — С. 154-165.

33. Aarons J., Mendillo М., Kudeki Е., and Yantosca R. GPS phase fluctuations in the equatorial region during the MISETA 1994 campain // Journal Geophysical Research — 1996. — V. 101, No. 12. — P. 26851-26862.

34. 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.

35. Aarons J. Global morphology of ionospheric scintillations // Proceedings of the IEEE — 1982. — Y. 70, No. 4. — P. 360-378.196

36. Aarons J., and Lin B. Development of high latitude phase fluctuations during the January 10, April 10-11, and May 15,1997 magnetic storms // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1999. — V. 61. — P. 309-327.

37. Afraimovich E. L., Palamartchouk K. S., and Perevalova N. P. GPS radio interferometry of travelling ionospheric disturbances // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1998. — V. 60, No. 12. — P. 1205-1223.

38. 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, No. 2. — P. 477-487.

39. Afraimovich E. L. GPS global detection of the ionospheric response to solar flares // Radio Science — 2000a. — V. 35, No. 6. — P. 14171424.

40. Afraimovich E. L., Lesyuta O. S., Ushakov I. I. Magnetospheric disturbances, and the GPS operation // e-Print archive, http://ru.arxiv.org/abs/physics/0009027.

41. Afraimovich E. L., Berngardt О. I., Lesyuta O. S., Potekhin A. P., Shpynev B. G. A case study of the mid-latitude GPS performance at nighttime during the magnetic storm of July 15, 2000 // e-Print archive, http://ru.arxiv.org/abs/physics/0202052.

42. Afraimovich E. L., Kosogorov E. A., Lesyuta 0. S. Ionospheric effects of the August 11, 1999 total solar eclipse as deduced from European GPS network data // Advances of Space Research — 2001. — V. 27, No. 6-7. — P. 1351-1354.

43. 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, No. 2. — P. 271-280.

44. 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.

45. Bertel L., Bertin F., and Testud J. De la mesure du contenu electronique integre appliquee a l'observation des ondes de gravite de200moyenne echelle // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1976. — V. 38. — P. 261-270.

46. Bertin F., Testud J., and Kersley L. Medium scale gravity waves in the ionospheric F-region and their possible origin in weather disturbances // Planetary and Space Science — 1975. — V. 23. — P. 493-507.

47. Bhattacharrya A., Beach T. L., Basu S., and Kintner P. M. Nighttime equatorial ionosphere: GPS scintillations and differential carrier phase fluctuations // Radio Science — 2000. — V. 35. — P. 209-224.

48. Boitman O. N., Kalikhman A. D., Tashchilin A. V. The midlatitude ionosphere during the total solar eclipse of March 9, 1997 // Journal Geophysical Research — 1999. — V. 104, No. 12. — P. 28197-28206.

49. Bramley E. N. Fluctuations in direction and amplitude of 136 MHz signals from a geostationary satellite /] Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1974. — V. 36, No. 9. — P. 1502-1513.

50. Bristow W. A, Greenwald R. A., Samson J. C. Identification of high-latitude acoustic gravity wave sources using the Goose Bay HF radar // Journal Geophysical Research — 1994. — V. 99, No. 1. — P. 319331.

51. Cheng K., Huang Y. N., and Chen S. W. Ionospheric Effects of Solar Eclipse of September 23, 1987, Around the Equatorial Anomaly Crest Region // Journal Geophysical Research — 1992. — V. 97, No. 1. — P. 103-111.201

52. Cohen. E. A. The study of the effect of solar eclipses on the ionosphere based on satellite beacon observations // Radio Science — 1984. — V. 19, No. 5. — P. 769-777.

53. Datta S., Bandyopadhyay P., and Datta R. N. Ionospheric observations on the F-region during the solar eclipse of 19 April 1958 // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1959. — V. 16, No. 1/2. — P. 182-185.

54. Davis M. J. The integrated ionospheric response to internal atmospheric gravity waves // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1973. — V. 35. — P. 929-959.

55. Davies K. Ionospheric effects associated with the solar flare of September 28, 1961 // Nature — 1962. — V. 193, No. 4817. — P. 763764.

56. Davies K., Jones J. E. Three-dimensional observations of traveling ionospheric disturbances / / Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1971. — V. 33, No. 1. — P. 39-46.

57. 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, No. 4. — P. 357-430.202

58. Davies К., and Hartmann G. K. Studying the ionosphere with the Global Positioning System // Radio Science — 1997. — V. 32, No. 4. — P. 1695-1703.

59. Davis C. J., Lockwood M., Bell S. A., Smith J. A., Clarke E. M. Ionospheric measurements of relative coronal brightness during the total solar eclipses of 11 August, 1999 // Annales Geophysicae —2000. — V. 18, No. 2. — P. 182-190.

60. Drobzhev V. I., Krasnov V. M., and Salihov N. M. Temporal variation of ionospheric waves in the D- and F-regions / / Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1979. — V. 41. — P. 1011— 1013.

61. Elkins T. J. High resolution measurements of ionospheric refraction // Space Research XII. Berlin. — 1972. — P. 1215-1220.

62. Espenak F., and Anderson J. Total solar eclipse of 1999 August 11, NASA Reference Publicftion 1398. http: //sunearth.gsfs.nasa.gov/eclipse/TSE1999/TSE1999.html. — 1999.

63. Espenak F., and Anderson J. Total solar eclipse of 2001 June 21, NASA Reference Publicftion 1999-209484. http://umbra.nascom.nasa.gov/eclipse/010621/tables/table3.html. —2001.

64. Evans J. V., Wand R. H. Travelling ionospheric disturbances detected by UHF angle-of-arrival measurements // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1983. — V. 65, No. 2. P. 122-128.203

65. Feltens J. 1999 IGS activities in the area of the ionosphere // U.R.S.I. bulletin. International reference ionosphere — 2000. — V. 7, No. 1. — P. 7-11.

66. Fitzgerald T. J. Observations of total electron content perturbations in GPS signals caused by a ground level explosion // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1997. — У. 59, No. 7. — P. 829-834.

67. Foster J. C., and Tetenbaum D. High resolution backscatter power observations of 440 MHz E-region coheren echoes in Millstone-Hill // Journal of Geophysical Research — 1991. — V. 96. — P. 1251-1261.

68. Francis S. H. Lower-atmospheric gravity modes and their relation to medium-scale traveling ionospheric disturbances // Journal Geophysical Research — 1973. — V. 78, No. 34. — P. 8289-8295.

69. Friedman J. P. Propagation of internal gravity waves in a thermally stratified atmosphere // Journal Geophysical Research — 1966. — V. 71. — P. 1033.

70. Fridman S. V. The formation of small scale irregularities as a result of ionosphere plasma mixing by large-scale drifts // Planetary and Space Science — 1990. — V. 38, No. 8. — P. 961-972.

71. Georges Т. M. HF Doppler studies of TID's // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1968. — V. 30, No. 5. — P. 735-746.204

72. Georgies Т. M., Нооке W. Н. Wave-induced fluctuations in ionospheric electron content: a model indicating some observational biases // Journal Geophysical Research — 1970. — V. 75. — P. 6295-6308.

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

74. Носке К., and Schlegel K. A review of atmospheric gravity waves and travelling ionospheric disturbances: 1982-1995 // Annales Geophysicae — 1996. — V. 14, No. 5. — P. 917-940.

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

76. Huang C. R., Liu С. H., Yeh К. C., Lin К. H., Tsai W. H., Yeh H. C., and Liu J. Y. A study of tomographically reconstructed ionospheric images during a solar eclipse // Journal Geophysical Research — 1999. — V. 104, No. 1. — P. 79-94.

77. Huang Y-. N., and Cheng K. Ionospheric disturbances at the equatorial anomaly crest region during the March 1989 magnetic205storm // Journal Geophysical Research — 1991. — V. 96, No. A8. — R 13953-13965.

78. Hunsucker R. D. Atmospheric gravity waves generated in the high-latitude ionosphere. A review // Review of Geophysics — 1982. — V. 20, No. 2. — R 293-315.

79. Interface Control Document, ICD-200c, http://www.navcen.uscg.mil/pubs/gps/icd200/.

80. Jacobson A. R., Carlos R. C., Massey R. S., and Wu G. Observations of travelling ionospheric disturbances with a satellite-beacon radio interferometer: Seasonal and local-time behavior // Journal Geophysical Research — 1995. — V. 100. — P. 1653-1665.

81. Klobuchar J. A. Ionospheric time-delay algorithm for single-frequency GPS users // IEEE Transactions on Aerospace and Electronics System — 1986. — V. 23, No. 3. — P. 325-331.206

82. Klobuchar J. A. Real-time ionospheric science: The new reality // Radio Science — 1997. — V. 32, No. 10. — P. 1943-1952.

83. Langley R. B. GPS for Geodesy. Springer Berlin, Heidelberg, New York, Barcelona, Budapest, Hong Kong, London, Milan, Paris, Singapore, Tokyo, 1998. — pp. 111-149.

84. Livingston R. C., Rino C. L., McClure J. P., and Hanson W. B. Spectral characteristics of medium-scale equatorial F region irregularities // Journal Geophysical Research — 1981. — V. A86, No. 4. — P. 2421-2428.

85. Mannucci A. J., Но С. M., and Lindqwister U. J. A global mapping technique for GPS-drived ionospheric TEC measurements /] Radio Science — 1998. — V. 33, No. 8. — P. 565-582.

86. Mercier C. Observations of atmospheric gravity waves by radiointerferometry // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1986. — V. 48, No. 7. — P. 605-624.

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

88. Mercier C., and Jacobson A. R. Observations of atmosphe- ric gravity waves by radio interferometry: are results biased by the observational technique // Annales Geophysicae — 1997. — V. 15. — P. 430-442.207

89. Michael J. Buonsanto. A case study of the ionospheric storm dusk effect // Journal Geophysical Research —1995. —V. 100, No. A12. — P. 23857-23869.111. National

90. Space Weather Program. The Implementation Plan. Washington, DC. http://www.ofcm.goy/nswp-ip/text/cover.htm. 1997.

91. Nielsen N., and Honary F. Observations of ionospheric flows and particle precipitation following a Sudden Commencement // Annales Geophysicae — 2000. — V. 18, No. 8. — P. 908-917.

92. Ogawa Т., Tanaka Y., Huzita A., and Yasuhara M. Horizontal electric fields in middle latitude // Planetary and Space Science — 1975. — Y. 23, No. 5. — P. 825-830.

93. Ogawa Т., Igarashi K., Aikyo K., and Maeno H. NNSS satellite observations of medium- scale travelling ionospheric disturbances at southern high latitudes //J. Geomagn. Geoelectr. — 1987. — V. 39, No. 12. — P. 709-721.

94. Oliver W. L., Otsuka Y., Sato M., Takami Т., and Fukao S. A climatology of F region gravity waves propagation over the middle and upper atmosphere radar // Journal Geophysical Research — 1997. — Y. 102, No. A7. — P. 14449-14512.

95. Park C. G. A morphological study of substorm-associated disturbances in the ionosphere // Journal Geophysical Research — 1974. — V. 79, No. 19. — P. 2821-2827.208

96. Pi X., Mannucci A. J., Lindgwister U. J., and Но С. M. Monitoring of global ionospheric irregularities using the wold wide GPS network // Geophysical Research Letters — 1997. — V. 24. — P. 2283-2286.

97. Rtister R. Height variations of the F2-layer above Tsumeb during geomagnetic bay-disturbances // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1965. — V. 27, No. All/12. — P. 1229-1245.

98. Samson J. C., Greenwald R. A., Ruohoniemi J. M., Baker К. B. High-frequency radar observations of atmospheric gravity waves in the high-latitude ionosphere // Geophysical Research Letters — 1989. — V. 16. — P. 975.

99. Spoelstra Т., A., Th., and Kelder H. Effects produced by the ionosphere on radio interferometry // Radio Science — 1984. — У. 19. — P. 779-788.

100. Stubbe P. The F region during an eclipse theoretical study // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1970. — V. 32, No. 8. —■ P. 1109-1116.

101. Tanaka Т., and Hirao K. Effects of an electric field on the dynamical behavior of the ionospheres and application to the storm time disturbance of the F-layer // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1973. — V. 35, No. 8. — P. 1443-1452.

102. Tsai H. F., Liu J. Y. Ionospheric total electron content response to solar eclipses // Journal Geophysical Research — 1999. — V. 104, No. 6. — P. 657-668.209

103. Waldock, J. A., Jones, Т. B. Sourse regions of medium scale travelling ionospheric disturbances observed at mid-latitudes // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1987. — V. 49, No. 2. — P. 105-114.

104. Walker G. O., Li T. Y. Y, Wong Y. W., Kikuchi Т., and Huang Y. H. Ionospheric and geomagnetic effects of the solar eclipse of 18 March 1988 in East Asia // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1991. — V. 53, No. 1/2. — P. 25-37.

105. Webster A. R., Lyon G. F. The observation of periodic ionospheric disturbances using simultaneous Faradey and angle of arrival measurements // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1974. — Y. 36, No. 6. — P. 943-954.

106. Yakovets A. F., Kaliev M. Z., and Vodyannikov V. V. An experimental study of wave packets in travelling ionospheric disturbances // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics — 1999. — V. 61, No. 8. — P. 629-639.

107. Yeh К. C, and Liu С. H. Radio wave scintillations in the ionosphere // Proceedings of the IEEE — 1982. — V. 70, No. 4. — P. 324-360.