Термомагнитные эффекты и процессы формирования неоднородной структуры верхней ионосферы тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Введение.

I. ТЕРМОМАГНИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ И ИХ ПРОЯВЛЕНИЯ В F

ОБЛАСТИ ИОНОСФЕРЫ.

1. Термомагнитные эффекты и их проявления в ионосферной плазме.

1.1. Термомагнитные эффекты.

1.1.1. Диффузия слабых возмущений.

1.1.2. Термомагнитная неустойчивость.

1.1.3. Нагрев электронной компоненты плазмы.

1.2. Нагрев электронов F-области структурированными электрическими полями.

1.2.1. Свидетельства нагрева электронов вне области потоков энергичных электронов.

1.2.2. Постановка эксперимента и оборудование.

1.2.3. Данные наблюдений, Сондрестромфьорд, 11 января 1994 г.

1.2.4. Интерпретация наблюдений.

1.3. Механизм выноса ионов 2-го типа из авроральной F-области ионосферы.

1.3.1. Явления выноса ионов 2-го типа.

1.3.2. Механизм выноса ионов 2-го типа, обусловленный действием сил Лоренца.

1.3.3. Обсуждение результатов.

2. Образование неоднородностей в ионосферной F-области.

2.1. Неустойчивости F-области ионосферы.

2.1.1. Двухпотоковая неустойчивость Фарли-Бунемана.

2.1.2. Градиентно-дрейфовая неустойчивость.

2.1.3. Неустойчивость Рэлея-Тэйлора.

2.1.4. Токово-конвективная неустойчивость.

2.2. Исследование процессов образования неоднородностей аврорального F-слоя методами радиопросвечивания сигналами ИСЗ и некогерентного рассеяния.

2.2.1. Постановка эксперимента.

2.2.2. Экспериментальные результаты.

2.2.3. Интерпретация полученных данных.

2.2.4. Обсуждение результатов. Выводы.

2.3. Механизм генерации мелкомасштабных неоднородностей, обусловленный действием сил Лоренца.

2.3.1. Механизм Лоренцовского типа.

2.3.2. Обсуждение результатов. Выводы.

3. возможность моделирования авроральных явлений в среднеширотной ионосфере, модифицированной пучком мощных радиоволн.

3.1. Характеристики искусственного радиоизлучения ионосферы.

3.2. Роль продольных токов в образовании возмущенности F-области ионосферы.

3.2.1. Методика и схема нагревного эксперимента на стенде «Сура».

3.2.2. Зависимость характерных особенностей искусственных ионосферных неоднородностей от времени суток.

3.2.3. Зависимость от времени суток характерных особенностей естественных ионосферных неоднородностей среднеширотной F-области.

3.2.4. Анализ естественных ионосферных факторов, определяющих рост неоднородностей и возможные механизмы неустойчивости. НО

3.2.5. Обсуждение основных результатов. Выводы.

3.3. Подобие явлений в авроральной ионосфере и ионосфере, модифицированной пучком мощных радиоволн.

3.3.1. Мелкомасштабные неоднородности.

3.3.2. Вынос ионов из ионосферной F-области.

3.3.3. Явление авроры.

3.3.4. Обсуждение и выводы.

II. ПЛАЗМЕННЫЕ НЕОДНОРОДНОСТИ В Е-ОБЛАСТИ

СРЕДНЕШИРОТНОЙ ИОНОСФЕРЫ.

4. роль перемещений нейтрального газа в образовании мелкомасштабных неоднородностей ионосферной еобласти.1z/

4.1. Неустойчивости Е-области ионосферы.

4.2. Градиентно-дрейфовая неустойчивость (ГДН).

4.2.1. ГДН, обусловленная нейтральным ветром.

4.2.2. ГДН, возбуждаемая при прохождении гравитационной волны.

4.2.3. Обсуждение результатов. Выводы.

4.3. Тепловая неустойчивость.

4.3.1. Физическая модель.

4.3.2. Математическое описание.

4.3.3. Учет зависимости vin от температуры ионов.

4.3.4. Обсуждение результатов. Выводы.

4.4. Интерпретация наблюдений эхо обратного рассеяния от 3- и 6-метровых неоднородностей над Японией.

4.4.1. Эксперимент SEEK.

4.4.2. MU-радарные многолучевые наблюдения 14 и 15 июня

1995 г.

4.4.3. Обсуждения результатов. Выводы.

5. Индуцированное зеленое свечение в Е-области ионосферы и его использование для визуализации горизонтальной структуры спорадических слоев.

5.1. Явления спорадического слоя Е на средних широтах.

5.1.1. Типы спорадических слоев Е.

5.1.2. Основные характеристики Es.

5.1.3. Сводка основных характеристик.

5.1.4. Металлические ионы.

5.2. Обнаружение искусственного зеленого свечения в Е-области ионосферы.

5.2.1. Постановка эксперимента. Оборудование.

5.2.2. Первые наблюдения индуцированного зеленого свечения в Е-области.

5.2.3. Рассмотрение Ньюманом возможности генерации сверхтепловых электронов в Е-области для условий эксперимента 19-29 января 1998 г.

5.3. Структура индуцированного зеленого свечения. Метод визуализации горизонтальной структуры Es.

5.3.1. Данные наблюдений 26 января 1998 г.

5.3.2. Физическая модель.

5.3.3. Возможность визуализации горизонтальной структуры спорадического слоя Е пэтчевого типа. Выводы.

Открытие ионосферы произошло в результате опытов по распространению радиоволн, когда единственным разумным объяснением полученных данных оказалось предположение о наличии отражающего слоя, состоящего из электронов и положительно заряженных ионов. Желание понять, как образовалась область, содержащая частично ионизованный газ и окутывающая Землю между нейтральной атмосферой и магнитосферой, и каким образом эта область влияет на распространение радиоволн и надежность радиосвязи, предопределило появление физики ионосферы как предмета исследования. Первоначальные исследования ионосферы ставили целью изучить и объяснить химический состав и строение ионосферы, а также выявить основные характеристики ионосферы и их зависимость от времени дня, сезона, широты, высоты над уровнем моря и степени магнитной активности. Затем, с развитием прямых и дистанционных методов экспериментального исследования интерес к формированию слоев ионизации сменился изучением динамики и физики плазмы ионосферных явлений.

За последнее десятилетие исследования структуры ионосферы радиофизическими методами значительно продвинулись благодаря использованию таких уникальных установок как MU-радар (радар по исследованию средней и верхней атмосферы) в Японии [231,232], радары некогерентного рассеяния (EISCAT и в Сондрестромфьорд, Гренландия) и переносные ВЧ радары (устанавливаемые около ракетных полигонов [1,2] и радаров некогерентного рассеяния [3]), а также благодаря значительному усовершенствованию наземных оптических инструментов [299] и оборудования, оснащающего ионосферные ракеты и зонды. Уже первые такие эксперименты дали новый и более полный экспериментальный материал, требующий адекватной физической интерпретации. При этом возникла необходимость в разработке новых методик проведения эксперимента с учетом открывшихся возможностей. Одним из основных объектов исследования стали неоднородная структура среднеширотной ионосферной плазмы и явления, связанные со значительным (до 4000-6000° К) нагревом электронов в естественной авроральной ионосфере. Это и определило круг задач настоящей диссертации.

Основной задачей при объяснении полученных экспериментальных данных являлось построение физической модели, адекватно объясняющей качественную картину наблюдаемых явлений. При этом оказался востребованным накопленный диссертантом опыт теоретических разработок, развитие и применение которых помогло как при планировании, так и в координации проводимых экспериментов, в том числе во внесении корректив при обнаружении «незапланированных» эффектов, а также позволило выработать рекомендации для дальнейших экспериментальных исследований.

Актуальность проблемы. Изучение неоднородных образований в околоземном пространстве является ключевой проблемой физики ионосферы и в настоящее время признано важнейшей составляющей многих национальных программ «Космическая погода» (в том числе в России и США), определяющей условия распространения радиоволн при связи и навигации с помощью наземных радиопередатчиков.

Поскольку ионосфера расположена между нейтральной атмосферой и магнитосферой Земли, значительные потоки энергии и импульса переносятся из этих областей в ионосферу частицами, электромагнитными полями и атмосферными волнами и оказывают существенное влияние на динамику и структуру ионосферы.

Следует отметить, что основным источником возбуждения мелкомасштабной структуры ионосферы полагали внешние электрические поля/токи и регулярные градиенты концентрации плазмы. При таком рассмотрении возникала проблема закорачивания внешних электрических полей и невозможности объяснения конечной вытянутости неоднородности [4-6] с помощью общепринятых теорий - градиентно-дрейфовой [7,8] и двухпотоковой неустойчивости Фарли-Бунемана [9-11].

Обнаружение в 1933 г. изменения свойств ионосферы в поле мощных радиоволн

12] (Люксембург-Горьковский эффект) указало путь возможного воздействия на естественные ионосферные процессы, а стремление к управлению этими процессами и обеспечению надежной радиосвязи привело в конце 70-х годов к развитию интенсивных экспериментальных исследований по модификации ионосферы мощными ВЧ электромагнитными волнами от наземных радиопередатчиков. Это повлекло за собой строительство специальных нагревных стендов, сначала, в России

13] и США [14,15], а затем в Пуэрто Рико [16], Европе [17] и др. Уже первые эксперименты по модификации ионосферы показали, что эффекты воздействия мощных радиоволн на ионосферу не ограничиваются изменением температуры, а приводят к генерации плазменных волн и искусственных ионосферных неоднородностей [18-20]. Понимание важной роли тепловых флуктуаций не только при модификации ионосферы мощным радиоизлучением, но и в естественных процессах, протекающих в ионосферной плазме, стимулировало ученых рассмотреть тепловые механизмы образования естественных мелкомасштабных неоднородностей [21-26]. Однако перечисленные механизмы не имели достаточно веских экспериментальных подтверждений из-за ограниченных возможностей их реализации. Поиски адекватных механизмов генерации неоднородностей привели диссертанта к рассмотрению возможности замедления диффузионного расплывания неоднородностей (являющегося основным препятствием развития неоднородной структуры) за счет вихревых токов, обтекающих неоднородность и возникающих из-за действия силы Лоренца в замагниченной ионосферной плазме при наличии слабых магнитных возмущений и флуктуаций температуры заряженных частиц [27— 31]. Было показано, что эффект проявляется в F-области ионосферы. Следующий шаг в этом направлении - тепловой механизм стратификации замагниченной плазмы F-области при наличии слабой магнитной возмущенности [32-37] - положил начало новому направлению исследований: изучению эффектов в ионосферной и космической плазме, обусловленных наличием магнитной возмущенности и флуктуаций температуры, названных Ерухимовым и Каган термомагнитными [38].

Наличие слабой магнитной возмущенности не оказывало влияния на формирование плазменных неоднородностей в Е-области. На средних широтах из-за достаточно слабых по сравнению с авроральной и экваториальной зонами электрических полей и токов и отсутствия высыпания частиц градиентно-дрейфовые процессы оказались основным механизмом формирования неоднородной структуры, источником которого традиционно полагали внешние электрические поля. На ограниченность такого подхода для среднеширотной ионосферы, где геомагнитное поле составляет значительный угол с градиентом концентрации плазмы, определяемым горизонтальными спорадическими слоями Es, впервые показали Вудман с соавторами [39]. Они предположили, что спорадические слои промодулированы прохождением гравитационной волны таким образом, что на отдельных отрезках Es геомагнитное поле направлено вдоль градиента концентрации, т.е. также как на экваторе и полюсе. Однако экспериментальные данные указывали, что спорадические слои не всегда деформированы таким образом как требует вудмановский механизм [40]. Кроме того, не существовало теории, объясняющей наличие среднеширотного эхо обратного рассеяния в отсутствие спорадических слоев. Диссертант и соавторы предложили новый подход к решению проблемы, обосновав важнейшую роль перемещений нейтрального газа в образовании неоднородностей сред неширотной Е-области [41^48].

Целью диссертационной работы является изучение эффектов, обусловленных тепловыми и магнитными флуктуациями, и процессов формирования неоднородной структуры в областях Е и F ионосферы, в том числе: проведение направленных экспериментальных исследований, создание согласованной физической модели, адекватно объясняющей качественную картину наблюдаемых явлений, и разработка, когда возможно, полного математического описания.

Научная новизна работы определяется полученными оригинальными результатами и характеризуется следующими основными моментами:

• Предсказан теоретически и подтвержден экспериментально эффект значительного нагрева электронов структурированными электрическими полями в ионосферных авроральных полостях - областях пониженной концентрации плазмы, наблюдаемых как парное явление с активными дугами авроральных сияний;

• На базе экспериментальных данных EISCAT предложен механизм ускорения ионов продольным электрическим полем, обусловленный действием сил Лоренца. Механизм впервые позволяет объяснить наблюдаемые зависимости скорости ионов от высоты, широты и уровня солнечной активности для явления выноса ионов 2-го типа из авроральной F-области ионосферы;

• Предложен и подтвержден экспериментально (на основе данных радиомерцаний и наблюдений EISCAT) термомагнитный механизм возбуждения мелкомасштабной турбулентности в авроральной F-области ионосферы;

• Обоснована идея генерации сильных локальных продольных электрических полей/токов при наличии крупномасштабных плазменных облаков в естественной и модифицированной F-области и показано, что такие электрические поля/токи могут приводить к мелкомасштабной стратификации крупномасштабных плазменных образований;

• Рассмотрены примеры подобных явлений в естественной авроральной ионосфере и в модифицированной мощными радиоволнами ионосфере средних широт. Показана возможность исследования и предсказания естественных явлений путем изучения их искусственных аналогов;

• Впервые предложен и экспериментально обоснован (на базе наблюдений эксперимента SEEK) непротиворечивый механизм образования мелкомасштабных неоднородностей, ответственных за эхо обратного рассеяния в среднеширотной Е-области. То же самое распределение атмосферных ветров, которое сбивает плазму в Е-области в спорадический слой Es, приводит и к мелкомасштабной стратификации Es из-за развития градиентно-дрейфовых процессов;

• Создана и подтверждена экспериментально (на базе данных MU-радара и эксперимента SEEK) теория тепловой мелкомасштабной неустойчивости, впервые объясняющая эхорассеяние от мелкомасштабных неоднородностей Е-области в отсутствие спорадических слоев;

• Экспериментально обнаружено свечение ионосферы на длине волны 557,7нм, стимулированное воздействием мощных радиоволн на спорадический слой Е. Установлено, что пространственная неоднородность интенсивности регистрируемого излучения в линии 557,7нм, наблюдаемая при наличии спорадических слоев Е пэтчевого типа, отражает горизонтальную структуру Es.

Научная и практическая ценность. Выполненные автором исследования дают основу для более глубокого понимания процессов и источников образования мелкомасштабной структуры верхней ионосферы и предлагают непротиворечивую физическую модель для ряда наблюдаемых явлений, как например: выноса ионов из авроральной F-области, значительного (до 4000° К) нагрева электронов в высокоширотной области F, эха обратного рассеяния от мелкомасштабных неоднородностей в среднеширотной Е-области и сложной структуры зеленого свечения, индуцированного воздействием мощных ВЧ электромагнитных волн на спорадический слой Е. Проведенные исследования открывают новые возможности дистанционной диагностики плазмы, например изучение динамики и структуры спорадических слоев Es, проходящих над наземными передатчиками ВЧ радиоволн.

На защиту выносятся:

1. Экспериментальное подтверждение предсказанного теоретически эффекта сильного (до 4000° К) нагрева электронов F-области авроральной ионосферы.

2. Механизм ускорения ионов продольным электрическим полем, объясняющий вынос ионов 2-го типа из F-области авроральной ионосферы.

3. Экспериментальная проверка механизма образования неоднородностей концентрации плазмы в авроральной F-области.

4. Механизм мелкомасштабной стратификации крупномасштабных плазменных образований и сопоставление его с данными наблюдений для естественной и модифицированной мощными радиоволнами F-области ионосферы.

5. Градиентно-дрейфовый и тепловой механизмы образования мелкомасштабных неоднородностей, обусловленные перемещениями нейтрального газа, и демонстрация соответствия предложенных теорий экспериментальным данным эхорассеяния в области Е ионосферы. Создание непротиворечивой физической модели генерации естественной мелкомасштабной турбулентности в Е-области.

6. Обнаружение индуцированного свечения ионосферы на длине волны 557,7 нм, обусловленного наличием спорадического слоя Е, и его использование для визуализации спорадических слоев Е.

Личный вклад автора. Большинство работ автора по теме диссертации написано в авторских коллективах. Из этих работ в диссертацию включены только те результаты, вклад автора в которые был определяющим на всех этапах и включал в себя: постановку и решение задачи, проведение измерений, обработку и анализ экспериментальных данных, обсуждение результатов и подготовку публикаций. Во всех других случаях используемые в диссертации экспериментальные результаты приводятся с соответствующими ссылками на их авторство и приоритетные публикации.

Апробация результатов. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзных совещаниях по проблеме «Неоднородная структура ионосферы» (Ашхабад, 1985; Якутск, 1987; Ростов, 1989; Н. Новгород, 1991), Международном суздальском симпозиуме URSI по модификации ионосферы мощным радиоизлучением (Суздаль, 1991), Международной школе по проблеме «Распространение радиоволн» (Сочи, 1986, 1989), Международной школе «Физика космической плазмы» (Н. Новгород, 1993, 1995), Ассамблее европейского геофизического общества (Гренобль, Франция, 1994), на ежегодном семинаре «Физика авроральных явлений» (Апатиты, 1996, 1997), Международном симпозиуме по прикладному электромагнетизму (Греция, 1996), 5-м Европейском нагревном семинаре (Финляндия, 1997), ежегодной американской конференции CEDAR (Боулдер, США, 1995), Ассамблеях Международного геофизического союза и Международной ассоциации геофизики (Боулдер, США, 1995; Уппсала, Швеция, 1997; Бирмингем, Великобритания, 1999), ежегодном американском рабочем совещании по ионосферным взаимодействиям (Санта Фе, США, 1998, 1999), а также на научных семинарах НИРФИ (Н. Новгород), ПГИ (Мурманск, Апатиты), Cornell University (U.S.A.), M.I.T. (U.S.A.), SRI International (U.S.A.), Lockheed (U.S.A.), Arecibo Observatory (Puerto Rico), Nagoya University (Japan).

Публикации. Работы автора опубликованы в научных журналах: Изв. вузов Радиофизика, Геомагнетизм и Аэрономия, Physical Review Letters, Journal of Geophysical Research, Geophysical Research Letters, Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics, тезисах докладов, препринтах НИРФИ, тематических сборниках. Всего по теме диссертации опубликовано 64 работы (из них 29 статей и 35 тезисов докладов).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, двух

Заключение

Сформулируем основные результаты диссертационной работы.

1. Теоретически предсказан и обнаружен и исследован экспериментально эффект значительного (до 4000° К) нагрева электронов авроральной области ионосферы во время явления дуг аврорального сияния в Е-области при повышенной магнитной активности. Показано, что эффект увеличения температуры электронов при явлениях активных дуг авроральных сияний:

• имеет место в F-области ионосферы и наиболее выражен в областях пониженной концентрации плазмы - ионосферных авроральных полостях, наблюдаемых как парное явление с рассматриваемыми дугами авроральных сияний,

• определяется продольными электрическими полями, обусловленными магнитосферными источниками альфвеновских волн или статических магнитных возмущений.

2. На основе анализа экспериментальных данных EISCAT предложен механизм ускорения ионов продольным электрическим полем, обусловленный действием силы Лоренца. Механизм объясняет наблюдаемые зависимости выноса ионов 2-го типа от высоты, широты и уровня солнечной активности.

3. Выполнен цикл экспериментальных исследований механизма образования неоднородностей концентрации плазмы авроральной F-области ионосферы, обнаруживаемых методом радиомерцаний. Показано, что неоднородности с масштабами >1 км поперек и >30 км вдоль геомагнитного поля, наблюдаемые в области главного ионосферного провала в F-области ионосферы, могут быть объяснены развитием термомагнитной неустойчивости.

4. Предложен механизм мелкомасштабной (3-30 м) стратификации крупномасштабных (100-1000 м) плазменных образований, обусловленный действием силы Лоренца, и показано хорошее соответствие выводов теории с данными наблюдений для естественной и модифицированной мощными радиоволнами F-области ионосферы.

5. Показано, что резкое (в течение 15-20 мин) возрастание (в 10-20 раз) характерных времен диагностического искусственного радиоизлучения ионосферы (определяемых временем жизни искусственных ионосферных неоднородностей) после местного захода солнца в F-области и их резкое уменьшение после местного восхода солнца в Е-области хорошо соответствует появляемости естественных ионосферных неоднородностей в среднеширотной F-области и обусловлено действием естественного ионосферного источника, которым могут быть продольные электрические токи, инициируемые системой Sq-токов.

6. Выполнен цикл теоретических исследований механизмов и источников образования мелкомасштабных неоднородностей, ответственных за эхорассеяния в области Е ионосферы:

• Впервые предложен единый механизм образования спорадического слоя Es и мелкомасштабной стратификации его сторон. Механизм основан на теории градиентно-дрейфовой неустойчивости, обусловленной тем же распределением атмосферных ветров, которое сбивает плазму в Е-области в спорадический слой. Получены пороги по скорости нейтрального ветра и выражения для инкремента и частоты неустойчивости. Механизм подтвержден сравнением с данными наблюдений эксперимента SEEK (Sporadic Е Experiment over Kyushu) в Японии;

• Предложен механизм тепловой мелкомасштабной неустойчивости, обусловленной перемещениями нейтрального газа в отсутствие спорадических слоев. Получены выражения для инкремента, частоты и пороговых значений скорости нейтрального ветра. Теоретические расчеты показывают хорошее соответствие с наблюдениями MU-радара и эксперимента SEEK.

• На основе данных MU радара и эксперимента SEEK создана непротиворечивая физическая модель генерации естественной мелкомасштабной турбулентности в Е-области, позволяющая впервые объяснить наблюдения эхорассеяния от среднеширотных мелкомасштабных неоднородностей в широком диапазоне высот от 90 до 150 км и экспериментально определить действующий источник неустойчивости (внешнее электрическое поле или движение нейтрального газа) по измерениям допплеровской скорости вдоль луча зрения.

7. Выполнен цикл экспериментальных исследований по возбуждению искусственного свечения нейтральной атмосферы при модификации ионосферы пучком мощных радиоволн от наземного передатчика. В результате проведенных исследований:

• впервые обнаружено искусственное свечение Е-области ионосферы (до 60 рэлей) в линии атомарного кислорода на длине волны /1=557,7 нм, обусловленное наличием спорадического слоя;

• установлено, что пространственная неоднородность интенсивности регистрируемого излучения в линии 557,7нм, наблюдаемая при наличии спорадического слоя Е пэтчевого типа, отражает горизонтальную структуру Es. Впервые предложен метод визуализации структуры спорадических слоев пэтчевого типа;

• впервые в экспериментах по модификации ионосферы было зарегистрировано возбуждение излучения первой положительной полосы молекулярного азота (А, « 660,0 нм) с энергией возбуждения >9 эВ.

Диссертация выполнена в Научно-исследовательском радиофизическом институте (НИРФИ, Нижний Новгород). Часть измерений проведена на нагревных стендах «Сура» (Васильсурск) (гл. 3) и Аресибо (Пуэрто Рико) (гл. 5). В ряде проводимых исследований принимали участие коллеги из Полярного геофизического института (ПГИ, Мурманск), Cornell University, Arecibo Observatory, J

SRI International, Naval Research Laboratory, Geospace Research, Inc. (CUIA), Nagoya University, Kyoto University (Япония) и Института им. Макса Планка (Линдау, Германия). Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (гранты 93-02-3310, 98-05-64509, 99-0216479 , INTAS-RFBR 95-0434).

Автор считает долгом выразить глубокую признательность |JI.M. Ерухимову|, под руководством которого она проработала многие годы, за постоянное внимание ко всем проводимым исследованиям.

Среди многих, кому я обязана, хочу сказать теплые слова благодарности за плодотворное сотрудничество и поддержку М.С. Келли, B.JI. Фролову, Р.Т. Цуноде, Т. Огаве и Щ. Фукао, вовлекших меня в гущу экспериментальных исследований.

Автор считает своим приятным долгом поблагодарить своих российских и зарубежных соавторов: Е.Н. Мясникова, Е.Н. Сергеева, В.И. Косолапенко, Р.А. Дое, М. Ямамото, П.А. Бернхардта, Ф. Джуса, К. Тепли, М. Салзеру и П. Штуббе.

Диссертант благодарит В.О. Рапопорта и Н.А. Митякова за интерес к проводимым исследованиям и полезные дисскусии.

Экспериментальные исследования, описанные в диссертации, не могли бы быть выполнены без четкой работы оптического оборудования и нагревных стендов, за что автор приносит свою глубокую благодарность Г.П. Комракову, Ф. Гарсия и Р. Гарсия.

Автор благодарит всех коллег, предоставивших необходимые экспериментальные данные. Измерения, сделанные во время эксперимента SEEK, были любезно предоставлены Мигелем Ларсеном (Clemson University, США), Роландом Цунодой (SRI International, США) и Мамору Ямамото и Щоичиро Фукао (RASC, Kyoto University, Япония). Оптические данные на 11 января 1994 г. в Сондрестромфьорде, Гренландия были любезно предоставлены Стивом Менде, Гари Свенсоном и Риком Реаденом из компании «Lockheed» (США), а данные по магнитной активности на интересующий нас период - Эриком Лундом (Dartmouth College) и Роджером Арнольди, Крэгом Клейцингом и Роем Торбертом (the University of New Hampshire, США).

В заключение хочу поблагодарить за поддержку и понимание моих родителей и сыновей, вдохновивших меня на этот нелегкий труд.

1. Kelley, М.С., D. Riggin, R.F. Pfaff, W.E. Swartz, J.F. Providakes, and C.-S. Huang,1.rge amplitude quasi-periodic fluctuations associated with a mid-latitude sporadic E-layer, J. Atmos. Terr. Phys., 57, 1165, 1995.

2. Fukao, S., M. Yamamoto, R.T. Tsunoda, H. Hayakawa, and T. Mukai, The SEEK

3. Sporadic-E Experiment over Kyushu) campaign, Geophys. Res. Lett., 25(11), 1761, 1998.

4. Riggin, D., W.E. Swartz, J. Providakes, and D.T. Farley, Radar studies of longwavelength waves associated with mid-latitude sporadic-E layers, J. Geophys. Res., 91, 8011, 1986.

5. Гершман, Б.П., Динамика ионосферной плазмы, Москва, Наука, 1974.

6. Гершман, Б.Н., J1.M. Ерухимов и Ю.Я. Яшин, Волновые явления в ионосфере икосмической плазме, Москва, Наука, 1984, 391 стр.

7. Kelley, М.С., The Earth's Ionosphere: Plasma Physics and Electrodynamics,1.ternational Geophysical Series, Vol. 43, Academic Press, New York, 1989.

8. Simon, A., Instability of partially ionized plasma in crossed electric and magneticfields, Phys. Fluids, 6, 382, 1963.

9. Sudan, R.N., J. Akinrimisi, and D.T. Farley, Generation of small-scale irregularitiesin the equatorial electrojet, J. Geophys. Res., 78, 240, 1973.

10. Farley, D.T., A plasma instability resulting in field-aligned irregularities in theionosphere, J. Geophys. Res., 68, 6083, 1963.

11. Farley, D.T., Two-stream plasma instability as a source of irregularities in theionosphere, Phys. Rev. Lett., 10, 217, 1963.

12. Buneman, O., Excitation of field-aligned sound waves by electron streams, Phys. Rev.1.tt., 10, 285, 1963.

13. Tellegen, B.D.H., Interaction between radio waves?, Nature (London), 131, 840,1933.

14. Шлюгер, И.С., Самомодуляция мощных электромагнитных импульсов,отраженных от верхних слоев ионосферы, Письма в ЖЭТФ, 19, 162, 1974.

15. Ютло, У. и Р. Коэн, Изменение ионосферы под действием мощных радиоволн,1. УФН, 109, 371, 1973.

16. Carroll, J.C., E.J. Violette, and W.F. Utlaut, The Platteville high power facility, Radio1. Set, 9, 889, 1974.

17. Gordon, W.E., Showen, R.L., Carlson, H.C., Ionocpheric Heating at Arecibo: Firsttests, J. Geophys. Rev., 76, 7808, 1971.

18. Stubbe, P., H. Kopka, and R.L. Dowden, Generation og ELF and VLF waves of polarelectrojet modulation. Experimental results, J. Geophys. Res., 86, 9073, 1981.

19. Гинзбург, B.JI., Распространение электромагнитных волн в плазме, М.: Наука,1967.

20. Силин, В.П., Параметрическое воздействие излучения большой мощности наплазму, М.:Наука, 1973.

21. Fejer, J.A., Ionospheric modification and parametric instabilities, Rev. Geophys.

22. Space Phys., 17, 135, 1979.

23. Васьков, B.B., Перегревная и дрейфово-диссипативная неустойчивости вверхней ионосфере (обзор), Взаимодействие радиоволн KB и УКВ диапазонов с ионосферой, М.: ИЗМИР АН СССР, с.4, 1979.

24. Фельдштейн, А.Я., О влиянии верхней ионосферы на неустойчивость Фарли

25. Бунемана, Геомагнетизм и Аэрономия, 20, №2, 1980.

26. Поляков, С.В. и В.Г. Яхно О термодиффузионном механизме генерациинеоднородностей электронной концентрации в F слое ионосферы, Физика плазмы, 6, №2, 1980.

27. Ерухимов, JI.M., J1.M. Каган, и Е.Н. Мясников, О нагревном механизмепроисхождения неоднородностей F слоя ионосферы, Геомагнетизм и Аэрономия, 2,. №5, 721, 1982.

28. Ерухимов, JI.M., Л.М. Каган, и О.Н. Савина, О тепловом механизмеобразования мелкомасштабных неоднородностей плазмы на высотах слоя Е, Изв. Вузов. Радиофизика, 26, 1032, 1983.

29. Гуревич, А.В. и А.Н. Караштин, Мелкомасштабная диффузионнаянеустойчивость в нижней ионосфере, Геомагнетизм и аэрономия, 24, 733, 1984.

30. Каган, Л.М., Диффузия и неустойчивость слабых возмущений внеэлектростатической ионосферной плазме, Препринт №292, Горький: НИРФИ, 1989, 26 стр.

31. Готская, И.В. и Л.М. Каган, Изменение режимов диффузии и нагревнойнеустойчивости за счет непотенциальности электрического поля, Изв. Вузов. Радиофизика, 32, 22-26, 1989.

32. Каган, Л.М., Учет неэлектростатичности при процессах диффузии внеизотермической ионосфере, «Неоднородная структура ионосферы», Якутск, 21-27, 1991а.

33. Каган, Л.М., Процессы диффузии и тепловые механизмы образованиянеоднородностей в ионосфере, кандидатская диссертация, Госуниверситет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, 1991.

34. Kagan L.M., Thermomagnetic Effects in the Diffusion of Weak Plasma Fluctuationsin the Ionosphere, XXIVth General Assembly URSI, Kyoto, Japan, Abstracts, 341, 1993.

35. Ерухимов, Л.М. и Л.М. Каган, Тепловая и термомагнитные неустойчивостинеэлектростатической плазмы в слабонеоднородном электрическом поле. 1, Препринт №310, Горький: НИРФИ, 1990, 18 стр.

36. Ерухимов, Л.М. и Л.М. Каган, Тепловая и термомагнитные неустойчивостинеэлектростатической плазмы в слабонеоднородном электрическом поле, Изв. Вузов. Радиофизика, 34, 779, 1991.

37. Ерухимов, Л.М. и Л.М. Каган, Мелкомасштабные возмущения магнитного поляв ионосферной плазме, VIII Рабочее Совещание по Неоднородной Структуре Ионосферы, Н.Новгород, Россия, 77, 1991.

38. Erukhimov L.M. and Kagan L.M., 1991, The Role of Weakly Inhomogeneous

39. Electric Field and Variation of Magnetic Field in Excitation of Ionosphere Plasma Irregular Structure, Proc., 1С PIG XX, Pisa, Italy, v. 1, 13.

40. Erukhimov L.M. and Kagan L.M., Excitation of Irregular Structure of

41. Nonelectrostatic Ionospheric Plasma in Inhomogeneous Electric Field", Proc., Ill Suzdal URSI Symposium on Modification of the Ionosphere by Powerful Radio Waves, Moscow, 173, 1991.

42. Erukhimov L.M., Genkin L.G., and Kagan L.M., 1991, On Thermomagnetic Heatingof Solar Corona and Earth Ionosphere Plasma, Proc., 1С PIG XX, Pisa, Italy, v.l, 17.

43. Erukhimov, L.M. and Kagan L.M., Thermomagnetic effects in ionospheric plasma, J.

44. Atmos. Terr. Phys., 56, 133, 1994.

45. Woodman, R.F., M. Yamamoto, and S. Fukao, Gravity wave modulation of gradientdrift instabilities in mid-latitude sporadic E irregularities, Geophys. Res. Lett., 18, 1197, 1991.

46. Ogawa, Т., N. Sekito, K. Nozaki and M. Yamamoto, Height comparison ofmidlatitude E region field-aligned irregularities and sporadic E layer, Geophys. Res. Lett., 25, 1813, 1998.

47. Kagan L.M., A neutral wind driven instability in the ionospheric E region, EGS,

48. Assembly, Vienna, Austria, Annales Geophysicae, Part III, Space & Planetary Sciences, Supplement III to Volume 15, С 631, 1997.

49. Kagan L.M., A thermal mechanism for type 2 irregularities in the ionospheric Eregion, IAGA Scientific Assembly, Sweden, Abstracts, p. 165, 1997.

50. Kagan, L.M. and M.C. Kelley, A wind-driven gradient drift mechanism for midlatitude E-region ionospheric irregularities, Geophys. Res. Lett., 25, 4141, 1998.

51. Kagan, L.M., Mesopause region small-scale structure, 32nd COSPAR Scientific

52. Assembly, Nagoya, Japan, C2.1-0006, 1998.

53. Kagan, L.M. and M.C.Kelley, Neutral wind driven gradient drift instability in themidlatitude E region, the IUGG XXII General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics, B334, Birmingham, UK, 1999.

54. Kagan, L.M., T.Ogawa, M.Yamamoto, and S.Fukao, A physical model for 3.2-m and6.1-m backscatter from midlatitude E region, the IUGG XXII General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics, B329, Birmingham, UK, 1999a.

55. Kagan, L.M. and M.C.Kelley, A thermal mechanism for generation of type-2 smallscale irregularities in the ionospheric E region, J. Geophys. Res., 105, 5291, 2000.

56. Kagan, L.M., T. Ogawa, S. Fukao, and M. Yamamoto, A Role of Neutral Motions in

57. Formation of Midlatitude E-Region Field-Aligned Irregularities, Geophys. Res. Lett, 27, 939, 2000.

58. Kagan, L.M., R.A. Doe, and M.C. Kelley, Ionospheric Electron Heating by Alfven

59. Waves, IUGG XXI General Assembly, Boulder, Colorado, Abstracts, p. A147, 1995.

60. Kagan L.M., and R.T. Tsunoda, Lorentz-type mechanism for ion upwelling in theauroral F-region ionosphere, CEDAR Workshop, Boulder, Colorado, Abstracts, 1995.

61. Kagan, L.M., M.C. Kelley, and R.A. Doe, Ionospheric Electron Heating by structuredelectric fields: Theory and experiment, J. Geophys. Res., 101, 10893, 1996.

62. Kagan L.M., Kelley M.C., and Doe R.A., Temperature signatures of active auroralevents in the ionosphere, XX Apatity Seminar on Physics of Auroral Phenomena, Препринт ПГИ 97-01-101, 30, 1997.

63. Tsunoda R.T. and Kagan L.M., Thermomagnetic Mechanism on Upward Ion Flowsin the Ionosphere, IUGG XXI General Assembly, Boulder, Colorado, Abstracts, A148, 1995.

64. Ossakow, S.L. and P.K. Chaturvedi, Current convective instability in the diffuseaurora, Geophys. Res. Lett., 6, 332, 1979.

65. Kagan L.M., Myasnikov E.N., Kosolapenko V.I., Kryazhev V.A., Cheremnyj V.A.,and Persson M.A.L., F-Layer Irregularities' Formation at Auroral Latitudes: Radio Wave Scintillation and EISCAT Observations, J. Atmos. Terr. Phys., 57, 917, 1995.

66. Kagan L.M., A Lorentz-Type Mechanism for Generation of Small-Scale Irregularitiesin the Heater-Modified Ionosphere, 31th COSPAR Scientific Assembly, Abstracts, 104,1996.

67. Kagan L.M., A Lorentz-Type Mechanism for Generation of Small-Scale Irregularitiesin the Heater-Modified Ionosphere, Radiophys. Quantum Elecron., 39, №3, 319329, 1996.

68. Kagan L.M., A Mechanism for Small-Scale Structuring of Patches in the Ionospheric

69. F Region, Trans Black Sea Symposium on Applied Electromagnetism, N.T.U.A. press, Athens, Greece, RSGP 7, 29, 1996.

70. Kagan L.M., The small-scale instability of inhomogeneous plasma in the ionosphericregion, EGS Assembly, Vienna, Austria, Annales Geophysicae, Part III, Space & Planetary Sciences, Supplement III to Volume 15, С 632, 1997.

71. Kagan L.M., Lorentz-type mechanism for small-scale structuring of F-regioninhomogeneous plasma, IAGA Scientific Assembly, Sweden, Abstracts, 173, 1997.

72. Kagan L.M., LF small-scale turbulence induced in the heater-modified ionospheric Fregion due to local field-aligned electric fields, Proc., The 5th European Heating Seminar, Finland, March 17-20, 1997, 19-21, 1997.

73. Frolov V.L., Kagan L.M., and Sergeev E.N., SEE Applications for Studying

74. Temporal Evolution of Artificial Ionospheric Turbulence, The 4th Heating Seminar, Tromso, Norway, Abstracts, 13, 1995.

75. Frolov V.L., Kagan L.M., Sergeev E.N., Bernhardt P.A. and P. Stubbe, Effects ofadditional X-mode heating of the ionospheric F region, Proc., The 5th European Heating Seminar, Finland, 15-17, 1997.

76. Frolov V.L., L.M.Kagan, E.N.Sergeev, P.Bernhardt, and P.Stubbe, Influence ofadditional X-mode heating of the ionospheric F region on artificial turbulence features, I AG A Scientific Assembly, Sweden, Abstracts, 346, 1997.

77. Frolov, V.L., L.M. Kagan, E.N. Sergeev, and P. Stubbe, Novel features of the broadupshifted maximum in spectra of stimulated electromagnetic emission, 32nd COSPAR Scientific Assembly, Nagoya, Japan, 1998.

78. Frolov, V.L., L.M. Kagan, G.P. Komrakov, E.N. Sergeev, P.A. Bernhardt, J.A.

79. Goldstein, C.A. Selcher, L.S. Wagner, and P. Stubbe, X-mode associated effetcs in the heater-modified ionosphere, 32nd COSPAR Scientific Assembly, Nagoya, Japan, 1998.

80. Frolov, V.L., L.M.Kagan, E.N.Sergeev, and P.Stubbe, Two Component Nature of

81. Broad Upshifted Maximum Emission from the HF Modified Ionosphere, EGS Assembly, Nice, France, С841, 1998.

82. Frolov, V.L., L.M.Kagan and E.N.Sergeev, Review of SEE results obtained recentlyat the Sura heating facility, Heating Seminar, Santa Fe, NM, 35, 1998.

83. Frolov, V.L., L.M.Erukhimov, L.M.Kagan, G.P.Komrakov, E.N.Sergeev, and

84. P.Stubbe, Two Component Nature of Broad Upshifted Maximum Emission from the HF Modified Ionosphere, Phys. Rev. Letters, 81, 1630-1633, 1998.

85. Frolov V.L., L.M.Kagan, E.N.Sergeev, G.P.Komrakov, P.A.Bernhardt, L.S.Wagner,

86. J.A.Goldstein, C.A.Selcher, P.Stubbe, Ionospheric observations of the F-region plasma modified by X-mode powerful radio waves, J. Geophys. Research, 104, 12695-12704, 1999.

87. Frolov, V.L., L.M.Kagan and E.N.Sergeev, Review of SEE results obtained recentlyat the Sura heating facility, Radophysics and Electronics, 42, №7, 635-640, 1999.

88. Frolov, V.L., E.N.Ermakova, L.M.Kagan, G.P.Komrakov, E.N.Sergeev, and

89. P.Stubbe, Features of the broad upshifted structure (BUS) in stimulated electromagnetic emission spectra, Proc. of the Ionosphere Interactions Workshop, Santa Fe, New Mexico, p.403-408, 1999.

90. Frolov, V.L., E.N.Ermakova, L.M.Kagan, G.P.Komrakov, E.N.Sergeev, and

91. P.Stubbe, Features of the broad upshifted structure (BUS) in stimulated electromagnetic emission spectra, J. Geophys. Res., 2000, in press.

92. Kagan L.M. and Frolov V.L., Significance of Field-Aligned Currents for F-Region

93. Perturbation, 30th COSPAR scientific Assembly, Germany, II. Abstracts, 209, 1994.

94. Kagan L.M. and Frolov V.L., Significance of Field-Aligned Currents for F-Region

95. Perturbation, J. Atmos. Terr. Phys., 58, 1465-1474, 1996.

96. Kagan L.M., Similar phenomena in auroral and heater-modified ionospheric Fregions and their investigation using powerful radio waves, Proc., The 5th European Heating Seminar, Finland, March 17-20, 1997, 22-24, 1997.

97. Kagan L.M., Frolov V.L., and Sergeev E.N., Diagnostics of Natural Small-Scale1.regularity Features by Means of DSEE, IV Suzdal URSI Symposium on Artificial Modification of the Ionosphere, Uppsala, Sweden, add. List, 1994.

98. Kagan L.M., Frolov V.L., and Sergeev E.N. Stimulation of Natural Small-Scale

99. Structure Formation in Heater-Modified Ionosphere, IIInternational Summer School on Space Plasma Physics, Russia, Abstracts, 39, 1995.

100. Kagan L.M., Possibility to Model Some Auroral Events in the Heater-Modified1.nosphere, XIX Apatity Seminar on Physics of Auroral Phenomena, 43, 1996.

101. Djuth, F.T., P.A. Bernhardt, C.A. Tepley, J.A. Gardner, M.C. Kelley, A.L. Broadfoot,

102. M. Kagan, M.P. Sulzer, J.H. Elder, C. Selcher, B. Isham, C. Brown, and H.C. Carlson, Large airglow enhancements produced via wave-plasma interactions in sporadic E, Geophys. Res. Lett., 26, 1557-1560, 1999.

103. Kagan, L.M., M.C .Kelley, F.Garcia, P.A.Bernhardt, F.T.Djuth, M.P.Sulzer,

104. C.A.Tepley, Heater-Induced 557.7 nm Emission Associated with a Sporadic-E Event over Arecibo, Proc. of the Ionosphere Interactions Workshop, Santa Fe, New Mexico, 453-458, 1999.

105. Kagan, L.M., M.C.Kelley, F.Garcia, P.A.Bernhardt, F.T.Djuth, M.P.Sulzer,

106. C.A.Tepley, Heater-Induced 557.7 nm Emission Associated with a Sporadic-E Event over Arecibo, the URSI Assembly, Toronto, Canada, 1999.

107. Kagan, L.M., M.C.Kelley, F.Garcia, P.A.Bernhardt, F.T.Djuth, M.P.Sulzer, and

108. C.A.Tepley, The structure of Electromagnetic Wave-Induced 557.7 nm Emission Associated With a Sporadic-E Event over Arecibo, Phys. Rev. Lett., 2000, in press.

109. Гуревич, A.B., Расплывание неоднородностей в слабоионизированной плазме вмагнитном поле, ЖЭТФ, 44, 1302, 1963.

110. Гуревич, А.В. и Е.Е. Цедилина, О диффузионном расплываниинеоднородностей в слабоионизированной плазме, Геомагнетизм и Аэрономия, 5, 251, 1966.

111. Голант, В.Е., Диффузия заряженных частиц плазмы в магнитном поле, УФН,79,ЪП, 1963.

112. Григорьев, Г.И., Влияние соударений электронов с ионами на диффузиюнеоднородностей элекктронной концентрации, Геомагнетизм и аэрономия, 5, 183, 1964.

113. Feldstein, Ya. I., and Yu. I. Galperin, The auroral liminosity structure in the highlatitude upper atmosphere: Its dynamics and relationship to the large-scale structure of the Earth's magnetosphere, Rev. Geophys. Space Phys., 23, 217, 1985.

114. Фельдштейн, Я.И., Ю.И. Гальперин, Структура авроральных вторжений вночном секторе магнитосферы, Космические исследования, 34, 227, 1996.

115. Hasegawa, A., Particle acceleration by MHD surface wave and formation of aurora,

116. J. Geophys. Res., 81, 5083, 1976.

117. Goertz, C.K. and R.W. Boswell, Magnetosphere-ionosphere coupling, J. Geophys.1. Res., 84, 7239, 1979.

118. Haerendel, G., An Alfven Wave Model of Auroral Arcs in High Altitude Space Plasma

119. Physics, edited by B. Hultqvist and T. Hagfors, Plenum, New York, 1983.

120. Lysak, R.L., and C.T. Dum, Dynamics of magnetosphere-ionosphere couplingincluding turbulent transport, J. Geophys. Res., 88, 365, 1983.

121. Seyler, C.E., A mathematical model of the structure and evolution of small-scalediscrete auroral arcs, J. Geophys. Res., 95, 17199, 1990.

122. Knudsen, D.T., M.C. Kelley, and J.F. Vickrey, Alfen waves in the auroral ionosphere:

123. A numerical model compared with measurements, J. Geophys. Res., 97, 77, 1992.

124. Ishii, M., M. Sigiura, N. Iyemori, and J.A. Slavin, Correlation between magnetic andelectric field perturbations in the field-aligned current regions deduced from DE2 observations,./ Geophys. Res., 97, 13877, 1992.

125. Gelpi, C.G., and E.A. Bering, The plasma wave environment of an auroral arc, 2,

126. VLF waves on an auroral arc boundary, J. Geophys. Res., 89, 10847, 1984.

127. Boehm, M.H., C.W. Carlson, J.P. McFadden, J.H. Clemmons, and F.S. Mozer, Highresolution sounding rocket observations of large-amplitude Alfven waves, J. Geophys. Res., 95, 12157, 1990.

128. Kelley, M.C., and P.M. Kintner, Evidence for two-dimensional turbulence in acosmic scale low-beta plasma, Astrophys. J., 220, 339, 1978.

129. Earle, G.D., and M.C. Kelley, Spectral evidence for stirring scales and twodimensional turbulence in the auroral ionosphere, J. Geophys. Res., 98, 11543, 1993.

130. Mozer, F.S., C.W. Carlson, M.K. Hudson, R.B. Torbert, B. Parady, J. Yatteau, and

131. M.C. Kelley, Observations of paired electrostatic shocks in the polar magnetosphere, Phys. Rev. Lett., 38, 292, 1977.

132. Knudsen, D.T., G. Haerendel, S. Buchert, M.C. Kelley, A. Steen, and V. Brandstrom,1.coherent scatter radar spectrum distortions from intense auroral turbulence, J. Geophys. Res., 98, 9459, 1993.

133. Swartz, W.E., J.F. Providakes, M.C. Kelley, and J.F. Vickrey, The effect of strongvelocity shears on incoherent scatter spectra: A new interpretation of unusual high-latitude spectra, Geophys. Res. Lett., 15, 1341, 1988.

134. Lund, E.J., et al., Observation of electromagnetic oxygen cyclotron waves in aflickering aurora, Geophys. Res. Lett., 22, 2465, 1995.

135. Weber, E.J., et al., Rocket measurements within a polar cap arc: Plasma, particle andelectric circuit parameters, J. Geophys. Res., 94, 6692, 1989.

136. Kelly, J.D., C.J. Heinselman, J.F. Vickrey, and R.R. Vondrak, The Sondrestrom radarand accompaning ground-based instrumentation, Space Sci. Rev., 71, 797, 1995.

137. Collis, P.N., I. Hagstrom, and K. Kaila, EISCAT radar observations of enhancedincoherent scatter spectra: Their relation to red aurora and field-aligned currents, Geophys. Res. Lett., 75, 1031, 1991.

138. Rietveld, M.T., P.N. Collis, and J.-P. St.-Maurice, Naturally enhanced ion-aucousticwaves in the auroral ionosphere observed with the EISCAT 933 MHz radar, J. Geophys. Res., 96, 19291, 1991.

139. Wahlund, J.-E., M.J. Opgenoorth, F.R.E. Forme, M.A.L. Persson, I. Haggstrom, and

140. J. Lilensten, Electron energization in the topside ionosphere: On the importance of ion-acoustic turbulence, J. Atmos. Terr. Phys., 55, 623, 1993.

141. Kelly, J.D., and V.B. Wickwar, Radar measurements of high-latitude ion compositionbetween 140-300 km altitude, J. Geophys. Res., 86, 7617, 1981.

142. Blanchard, G.T., L.R. Lyons, J.C. Samson, and F.J. Rich, Locating the polar capоboundary from observations of 6300 A auroral emission, J. Geophys. Res., 100, 7855, 1995.

143. Baker, K.B., and S. Wing, A new magnetic coordinate system for conjugate studies athigh latitudes, J. Geophys. Res., 94, 9139, 1989.

144. Opgenoorth, H.J., I. Haastrom, P.J.S. Williams, and G.O.L. Jones, Regions ofstrongly enhanced perpendicular electric fields adjacent to auroral arcs, J. Atmos. Terr. Phys., 52, 449, 1990.

145. Doe, R.A., M. Mendillo, J.F. Vickrey, L.J. Zanetti, and R.W. Eastes, Observations ofnightside auroral cavities, J. Geophys. Res., 98, 293, 1993.

146. Weber, E.J., J.F. Vickrey, H. Gallagher, L. Weiss, C.J. Heinselman, R.A. Heelis, and

147. M.C. Kelley, Coordinated radar and optical measurements of stable auroral arcs at the polar cap boundary, J. Geophys. Res., 96, 17847, 1991.

148. Valladares, C.E., and H.C. Carlson, The electrodynamic, thermal and energeticcharacter of intense sun-alligned arcs in the polar cap, J. Geophys. Res., 96, 1379, 1991.

149. Schunk R.W. and Nagy A.F., Electron Temperatures in the F Region of the1.nosphere: Theory and Observations, Rev. Geophys. and Space Phys., 16, 355, 1978.

150. Гуревич, A.B. и А.Б. Шварцбург, Нелинейная теория распространениярадиоволн в ионосфере, Москва, Наука, 1973, 272 стр.

151. Gurevich, A.V., Nonlinear Phenomena in the Ionosphere, Springer-Verlag, New1. York, 1978.

152. Hasegawa, A., Particle acceleration by MHD surface wave and formation of aurora,

153. J. Geophys. Res., 81, 5083, 1976.

154. Hui, C.-M., and C.E. Seyler, Electron acceleration by Alfven waves in themagnetosphere, J. Geophys. Res., 97, 3953, 1992.

155. Doe, R.A., M. Mendillo, J.F. Vickrey, J.M. Ruohoniemi, and R.A. Greenwald,

156. Coordinated convection measurements in the vicinity of auroral cavities, Radio Sci., 29, 293, 1994.

157. Doe, R.A., J.F. Vickrey, and M. Mendillo, Electrodynamic model for the formation ofauroral ionospheric cavities, J. Geophys. Res., 100, 9683, 1995.

158. Rees, M.H., and R.G. Roble, Observations and theory of the formation of stableauroral red arcs, Rev. Geophys. 13, 201, 1975.

159. Wahlund, J.-E., and M.J. Opgenoorth, EISCAT observations of strong ion outflowsfrom the F-region ionosphere during auroral activity: Preliminary results, Geophys. Res. Lett., 16, 727, 1989.

160. Wahlund, J.-E., M.J. Opgenoorth, I. Haggstrom, K.J. Winser, and G.O.L. Jones,

161. EISCAT observations of topside ionospheric ion outflows during auroral activity: Revised,, J. Geophys. Res., 97, 3019, 1992.

162. Shelley, E.G., R.G. Johnson, and R.D. Sharp, Satellite observations of energeticheavy ions during geomagnetic storm, J. Geophys. Res., 77, 6104, 1972.

163. Hulquist, В., Extraction of ionospheric plasma by magnetospheric processes, J.

164. Atmos. Terr. Phys., 53, 3, 1991.

165. Whalen, B.A., W. Bernstein, and P.W. Daly, Low altitude acceleration of ionosphericions, Geophys. Res. Lett., 5, 55, 1978.

166. Rietveld, M.T., P.N. Collis, and J.-P. St.-Maurice, Naturally enhanced ion-aucousticwaves in the auroral ionosphere observed with the EISCAT 933 MHz radar, J. Geophys. Res., 96, 19291, 1991.

167. Iijima, Т., and T.A. Potemra, The amplitude distribution of field-aligned currents atnorthern high latitude observed by Triad, J. Geophys. Res., 81, 2165, 1976.

168. Fremouw, E.J., H.C. Carlson, T.A. Potemra, P.F. Bythrow, C.L. Rino, J.F. Vickrey,

169. R.C. Livingston, R.E. Huffman, C.-I. Meng, D.A. Hardy, F.J. Rich, R.A. Heelis, W.B. Hanson, and L.A. Wittwer, The Hilat satellite mission, Radio Set, 20, 416, 1985.

170. Johnson, F.S., ed., The Satellite Environment Handbook, Standford Univ. Press,

171. Standford, California, 1961.

172. Robinson, R.M., J.D. Winningham, J.A. Sharber, and J.L.Burch, Plasma and fieldproperties of superthermal electron bursts, J. Geophys. Res., 94, 12031, 1989.

173. Tsunoda, R.T., High latitude F region irregularities: A review and synthesis, Rev.1. Geophys., 26, 719, 1988.

174. Kindel, J.M., and C.F. Kennel, Topside current instabilities, J. Geophys. Res., 76,3065, 1971.

175. Farley, D.T., Irregularities in the equatorial ionosphere, The Berkner Symposium

176. Re. Geophys., Space Phys., 12, no.2, 1974.

177. Гершман, Б.Н. и Г.Х. Каменецкая, О влиянии интенсивных радиоволн напоявление неоднородностей, связанных с токовой неустойчивостью в ионосферной плазме, Язе. Вузов. Радиофизика, 21, №2, 1978.

178. Гершман, Б.Н., Механизмы возникновения ионосферных неоднородностей вобласти F, Ионосферные исследования, №30; Москва, Сов. Радио, 17, 1980.

179. Ерухимов, JI.M., О.И. Максименко и Е.Н. Мясников, О неоднородной структуреверхней ионосферы, Ионосферные исследования, №30; Москва, Сов. Радио, 27, 1980.

180. Петвиашвили, В.И. и О.А. Похотелов, Уединенные волны в плазме иатмосфере, М.: Энергоатомиздат, 1989, 199 стр.

181. Haldoupis, С., К. Schlegel, and D.T. Farley, An explanation for type-1 echoes fromthe mid-latitude E-region ionosphere, Geophys. Res. Lett., 23, 97, 1996.

182. Haldoupis, C., D.T. Farley, and K. Schlegel, Type-1 echoes from the mid-latitude Eregion ionosphere, Ann. Geophysicae, 15, 908, 1997.

183. Ossakow, S.L., P.K. Chaturvedi and J.B. Workman, High altitude limit of gradientdrift instability, J. Geophys. Res., 83, 2691, 1978.

184. Folkestad, К., T. Hagfors, and S. Westerlund, EISCAT: an updated description oftechnical characteristics and operational capabilities, Radio Sci., 18, 1867, 1983.

185. Bourdillon, A and D. Fontaine, EDIA-EISCAT comparison between small-scale Fregion irregularities and large-scale electron density structures at sub-auroral latitudes, J. Atmos. Terr. Phys., 50, 523, 1988.

186. Kersley, L., S.E. Pryse, andN.S. Wheadon, Small-scale irregularities associated withhigh electron density gradient,/. Athmos. Terr. Phys., 50, 557, 1988.

187. Kersley, L., S.E. Pryse, and N.S. Wheadon, Small-scale irregularities near regions ofsoft particle precipitation, J. Athmos. Terr. Phys., 50, 1047, 1988.

188. Erukhimov L.M., L.M. Kagan and E.N. Myasnikov, Investigation of F-Region

189. Auroral Irregularities by EISCAT and Scintillation Measurements, 5th EISCAT Scientific Workshop, Finland, Program and Abstracts, No 120, 1991.

190. Ижовкина, Н.И., B.B. Афонин, A.T. Карпачев, И.С. Прутенский, C.A. Пулинец,

191. Структура ионосферного провала для разных уровней геомагнитных возмущений и источники нагрева плазмы верхней дневной ионосферы, Геомагнетизм и аэрономия, 39, 39, 1999.

192. Ерухимов, Л.М., В.И. Косолапенко, В.И. Лернер и Е.Н. Мясников, О формеспектра неоднородностей высокоширотной ионосферы в направлении геомагнитного поля, Изв. Вузов. Радиофизика, 24, 524. 1981.

193. Ерухимов, Л.М., Н.В. Муравьева, Е.Н. Мясников, В.И. Косолапенко и В А.

194. Черемный, Спектральная форма ионосферных неоднородностей на высоких широтах, Геомагнетизм и Аэрономия, 30, 948, 1990.

195. Erukhimov, L.M., V.I. Kosolapenko, A.M. Lerner, and E.N. Miasnikov, The spectralform of small-scale plasma turbulence in auroral ionosphere, Planet. Space Set, 29, 931, 1981.

196. Livingston, R.C., C.L. Rino, J. Owen, and R.T. Tsunoda, The anisotropy of highlatitude night time F region irregularities, J. Geophys. Res., 87, 10519, 1982.

197. Iijima, Т., and T.A. Potemra, Large-scale characteristics of field-aligned currentsassociated with substorms, J. Geophys. Res., 83, 599, 1978.

198. Боголюбов, A.A., Л.М. Ерухимов, B.A. Кряжев и Е.Н. Мясников, Спутниковыеизмерения анизотропии авроральных ионосферных неоднородностей, Изв. Вузов. Радиофизика, 27, 1497, 1984.

199. Basu, Su., Basu, Sa., Aarons, J., McClure, J.P., and Cousins, M.D., On thecoexistence of kilometer- and meter-scale irregularities in nighttime equatorial F— region, J. Geophys. Res., 83, 4219, 1978.

200. Fukao, S., M.C. Kelley, T. Shirakawa, T. Takami, M. Yamamoto, T. Tsuda, and S.

201. Kato, Turbulent upwelling of the mid-latitude ionosphere, 1, Observational results by the MU radar, J. Geophys. Res., 96, 3725, 1991.

202. Kelley M.C., T.L.Aree, J.Salowey, M.Sulzer, T.Armstrong, M.Carter, and L.Duncan,

203. Density depletion at the ten meter scale induced by Arecibo heater, J. Geophys. Res., 100, 17367, 1995.

204. Ceriesier J.C., J.J. Berthelier, and C.Beghin, Unstable density gradients in the highlatitude ionosphere, Radio Set, 20, 755, 1985.

205. Minkoff, J., P. Kugelman, and I. Weissman, Radio frequency scattering from a heatedionospheric volume, 1, VHF/UHF field-aligned and plasma-line backscatter measurements, Radio Sci., 9,941, 1974.

206. Грач, C.M. и В.Ю. Трахтенгерц, О параметрическом возбуждении ионосферныхнеоднородностей, вытянутых вдоль магнитного поля, Изв. Вузов. Радиофизика, 18, 1288, 1975.

207. Грач, С.М., А.Н. Караштин, Н.А. Митяков, В.О. Рапопорт и В.Ю. Трахтенгерц,

208. Параметрическое взаимодействие между электромагнитным излучением и ионосферной плазмой, Изв. Вузов. Радиофизика, 20, 1254, 1977.

209. Das A.S. and Fejer J.A., Resonance instability of small-scale field-alignedirregularities, J. geophys. Res, 84, 6701, 1979.

210. Bharuthram R., Shukla P.K., Stenflo L., Nekrasov A.K., and Pokhotelov O.A.,

211. Generation of Coherent Structures Caused by Ionospheric Heating, IEEE Transactions on Plasma Space Science, 20, 803, 1992.

212. Noble, S.T. and F.T.Djuth, Simultaneous measurements of HF--enhanced plasmawaves and artificial field-aligned irregularities at Arecibo, J. Geophys. Res., 95, 15195, 1990.

213. Ерухимов, JI.M., С.А. Метелев и Д.В. Разумов, Диагностика ионосферныхнеоднородностей при помощи искусственного радиоизлучения, Изв. вузов, Радиофизика, 31, 928, 1988.

214. Фролов, B.JI., Г.Н. Бойко, С.А. Метелев и Е.Н. Сергеев, О возможностиисследования искусственной ионосферной турбулентности с помощьюдиагностического радиоизлучения ионосферной плазмы, Изв. Вузов. Радиофизика, 37, 909, 1994.

215. Franz, T.L., Rocket observations of the high-power HF modified ionosphere, Ph.D.dissertation, School of Electrical Engineering, Cornell University, Ithaca, U.S.A., 1999.

216. Фролов, B.JI., Искусственная плазменная турбулентность верхней ионосферы,возбуждаемая мощным KB радиоизлучением наземных передатчиков. Результаты экспериментальных исследований, докторская диссертация, НИРФИ, Нижний Новгород, 1996.

217. Борисов, Н.Д., Магнитные возмущения, вызванные дрейфом ионосфенрныхнеоднородностей, Геомагнетизм и аэрономия, 27, 566, 1987.

218. Гинзбург, B.JI., Нелинейное взаимодействие радиоволн, распространяющихся вплазме, ЖЭТФ, 35, 1573, 1958.

219. Гинзбург, B.JI., и А.В. Гуревич, Нелинейные явления в плазме, находящейся впеременном электромагнитном поле, часть 1, УФН, 70, 201, 1960.

220. Гинзбург, B.JI., и А.В. Гуревич, Нелинейные явления в плазме, находящейся впеременном электромагнитном поле, часть 2, УФН, 70, 201, 1960.

221. Farley, D.T., Artificial heating of the electrons in the F-region of the ionosphere, J.

222. Geophys. Res., 68, 401, 1963.

223. Гуревич, А.В. и И.С. Шлюгер, Исследование нелинейных явлений прираспространении импульса мощных радиоволн в нижней ионосфере, Изв. Вузов. Радиофизика, 18, 1975.

224. Erukhimov L.M., and Genkin L.G., The ionosphere as a laboratory for studying spaceplasma phenomena, Phys. Reports, 186, 97, 1990.

225. Брюнелли, Б.И., А.А. Намгаладзе, Физика ионосферы, M.: Наука, 1988.

226. Филипп, Н.Д., Н.Ш. Блаунштейн, JI.M. Ерухимов, В.А. Иванов, В.П. Урядов,

227. Современные методы исследования динамических процессов в ионосфере, Кишенев: Штиница, 1991.

228. Беликович, В.В., Е.А. Бенедиктов, Г.Г. Гетманцев, М.А. Иткина, Г.И. Терина и

229. А.В. Толмачева, О возможности измерения электронной концентрации в ионосфере по рассеянию радиоволн на искусственных неоднородностях плазмы, Изв. Вузов. Радиофизика, 21, 1220, 1978.

230. Беликович, В.В., Н.В. Бахметьева, В.Н. Бубукина, А.А. Караштин и А.В.

231. Толмачева, Исследование нижней ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей, Изв. Вузов. Радиофизика, 41, 1077, 1998.

232. Беликович, В.В., Е.А. Бенедиктов, А.В. Толмачева и Н.В. Бахметьева,

233. Исследование ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей, Н. Новгород, ИПФ РАН, 1999.

234. Thide, В., Н. Корка, and P. Stubbe, Observation of stimulated scattering of a stronghigh frequency radio wave in the ionosphere, Phys. Rev. Lett., 49, 1561, 1982

235. Бойко, Г.Н., Jl.M. Ерухимов, В.А. Зюзин, Г.П. Комраков, С.А. Метелев, Н.А.

236. Митяков, В.А. Никонов, В.А. Рыжов, Ю.В. Токарев и B.JI. Фролов, Динамические характеристики стимулированного радиоизлучения ионосферной плазмы, Изв. Вузов. Радиофизика, 28, 395, 1985.

237. Kagan L.M. and Frolov V.L., Significance of Field-Aligned Currents for F-Region

238. Perturbation, IXX EGS General Assembly, France, Annales Geophysicae, Part III, Space & Planetary Sciences, Supplement III to Volume 12, С 689, 1994.

239. Беликович, B.B., Е.А. Бенедиктов, С.М. Грач и Г.И. Терина, Тезиы XXIII

240. Всесоюзной конференции по распространению радиоволн, 1, 107, М.: Наука, 1981.

241. Stubbe, Р., Н. Корка, В. Thide and Н. Derblom, Stimulated electromagneticemission: A new technique to study a parametric decay instability in the ionosphere, J. Geophys. Res., 89, 7523, 1984.

242. Leyser, T.B., B. Thide, M. Waldenvik, S. Goodman, V.L. Frolov, S.M. Grach, A.N.

243. Karashtin, G.P. Komrakov, and D.S. Kotik, Spectral structure of stimulated electromagnetic emission between electron cyclotron harmonics, J. Geophys. Res., 98, 17597, 1993.

244. Leyser, T.B., В. Thide, M. Waldenvik, E. Yeszelei, V.L. Frolov, S.M. Grach, and

245. G.P. Komrakov, Downshifted maximum features instimulated electromagnetic emission spectra, J. Geophys. Res., 99, 19555, 1994.

246. Фролов, B.Jl., Г.П. Комраков, Е.Н. Сергеев, Б. Тиде, М.Валденвик и Е Весзелей,

247. Результаты экспреиментальных исследований характеристик узкополосной компоненты ИРИ, Изв. Вузов. Радиофизика, 40, 1091, 1997.

248. Сергеев, Е.Н., Фролов, В.Л., Г.Н. Бойко и Г.П. Комраков, Результатыисследований ленгмюровской и верхнегибридной плазменной турбулентности с помощью искусственного радиоизлучения ионосферы, Изв. Вузов. Радиофизика, 41, 313, 1998.

249. Frolov V.L., В. Thide and Т. Carozzi, Abstracts of IVth Suzdal URSI Symposium on

250. Artificial Modification of the Ionosphere, Uppsala, Sweden, p.40, 1994.

251. Frolov V.L., Sergeev E.N., P. Stubbe, B. Thide, and T. Leyser, Studies of DM and

252. UM features in a SEE spectrum performed at the Sura heating facility, Proc., The 5th European Heating Seminar, Finland, 17-19, 1997.

253. Фролов, В.Л., C.M. Грач, Л.М. Ерухимов, Г.П. Комраков, Е.Н. Сергеев, Б. Тиде,

254. Т. Кароззи, Исследования особенностей развития широкополосного максимума ИРИ (BUM), Изв. Вузов. Радиофизика, 39, 352, 1996.

255. Фролов, В.Л., Л.М. Ерухимов, Г.П. Комраков, Е.Н. Сергеев, Б. Тиде, П.А.

256. Бернхардт, Л.С. Вагнер, Г.А. Голдсейн и К. Селчер, Об эффекте усиления генерации BUM, обнаруживающемся при использовании схемы дополнительного нагрева ионосферной плазмы, Изв. Вузов. Радиофизика, 40, 561, 1997

257. Фролов, В.Л., Новая компонента искусственного радиоизлучения ионосферы,

258. Геомагнетизм и Аэрономия, 30, 975, 1990.

259. Караштин, А.Н., Ю.С. Коробков, В.Л. Фролов и М.Ш. Цимринг, Искусственноерадиоизлучение ионосферной плазмы на второй гармонике частоты волны накачки, Изв. Вузов. Радиофизика, 29, 28, 1986.

260. Frolov V.L., L.M. Erukhimov, E.N. Ermakova, G.P. Komrakov, E.N. Sergeev, P.

261. Stubbe, A new upshifted spectral stimulated electromagnetic structure observed between electron cyclotron harmonics, Geophys. Res. Lett., 24, 1647, 1997.

262. Frolov V.L., Bernhardt P.A., Kagan L.M., Sergeev E.N. and Stubbe P., Effects ofadditional X-mode heating of the ionospheric F region, the 5th European Heating Seminar, Finland, 15, 1997.

263. Ерухимов, JI.M., Ю.С. Коробков, О.И. Максименко, Е.Е. Митякова, Н.А.

264. Митяков, В.О. Рапопорт, В.П. Урядов и В.А. Череповицкий, Измерение широтного хода флуктуаций сигналов ИСЗ, Геомагнетизм и Аэрономия, 8, 172, 1968.

265. Ерухимов, Л.М., С.А. Метелев, Е.Н. Мясников, Н.А. Митяков и В.Л. Фролов,

266. Искусственная ионосферная турбулентность (обзор), Изв. вузов, Радиофизика, 30, 208, 1987.

267. Грач, С.М., Об электромагнитном излучении искусственной плазменнойтурбулентности ионосферы, Изв. Вузов. Радиофизика, 28, 684, 1985.

268. Thide, В., Physica Scripta, 30, 170, 1990.

269. Фролов, В.Л., Некоторые замечания о динамике искусственногорадиоизлучения ионосферы, Труды Ill-го Суздальского симпозиума URSI по модификации ионосферы мощными радиоволнами, М.: ИЗМИР АН, 158, 1991.

270. Грач, С.М., О параметрической неустойчивости ОНЧ волн в верхнейионосфере, Изв. Вузов. Радиофизика, 18, 1627, 1975.

271. Грач, С.М., А.Н. Митяков, В.О. Рапопорт и В.Ю. Трахтенгерц, Тепловаяпараметрическая неустойчивость в ионосферной плазме, в кн.: «Тепловые нелинейные явления в плазме», ИПФ АН СССР, Горький, 46-80, 1979.

272. Frolov V.L., Kagan L.M., and Sergeev E.N., SEE Applications for Studying

273. Temporal Evolution of Artificial Ionospheric Turbulence, Second Volga International Summer School on Space Plasma Physics, 36, 1995.

274. Fukao, S., J.P. McClure, A. Ito, T.Sato, I. Kimura, T.Tsuda, and S.Kato, First VHFradar observation of midlatitude F-region field-aligned irregularities, Geophys. Res. Lett., 15, 768, 1988.

275. Коровин, А.В., О влиянии мелкомасштабных естественных неоднородностейверхней ионосферы на развитие искусственных неустойчивостей, Изв. Вузов. Радиофизика, 27, 1339, 1984.

276. Коровин, А.В., Эмпирическая модель искусственных ионосферныхнеоднородностей, рассеивающих ВЧ и УВЧ радиоволны, кандидатская диссертация, Казанский госуниверситет, Казань, 1984.

277. Basu, S., R. L. Vesprini, and J. Aarons, F-layer irregularities as determined bybackscatter studies at 19 MHz over half of a solar cycle, Radio Sci., 9, 355, 1974.

278. Максименко, О.И., Исследование структуры области F ионосферы средних иприполярных широт, кандидатская диссертация, НИРФИ, Горький, 1974.

279. Dyson, P.L., Direct measurements of the size and amplitude of irregularities in thetopside ionosphere, J. Geophys. Res., 74, 6291, 1969.

280. Swenson, E.M., J. Atmosph. Terr. Phys., 34, 1469, 1964.

281. Akasofu, S.-I., and S. Chapman, Solar-Terrestrial Physics, v.l, Oxford, Clarendon1. Press, 1972.

282. Kelley M.C. and S. Fukao, Turbulent upwelling of the mid-latitude ionosphere, 2,

283. Theoretical framework, J. Geophys. Res., 96, 3725, 1991.

284. Perkins, F. W., Spread F and ionospheric currents, J. Geophys. Res., 78, 218, 1973.

285. Mann, RJ. and D.M. Schlapp, The day-to-day variability of Sq in geomagneticallyconjigate areas, J. Atmosph. Terr. Phys., 49, 111, 1987.

286. Hansen, J.D., G.J. Morales, L.M. Duncan, J.E. Maggs, and G. Dimonte, Large-scaleionospheric modifications produced by nonlinear refraction of an HF wave, Phys. Rev. Lett., 65, 3285, 1990.

287. Duncan, L.M., J.P. Sheerin, and R.A. Benkhe, Observations of ionospheric cavitiesgenerated by high power radio waves, Phys. Rev. Lett., 61, 239-242, 1988.

288. Newman, D.L., M.V. Goldman, F.T. Djuth, and P.A. Bernhardt, Langmuir turbulenceassociated with ionospheric modification: Challenges associated with recent observations during a sporadic E event, Phys. Space Plasmas, 15, 259, 1998.

289. Тапака, Т., and S.V. Venkateswaran, Characteristics of field-aligned E-regionirregularities over Iioka (36 N), Japan DI, II, J. Atmos. Terr. Phys., 44, 381-406, 1982.

290. Ecklund, W.L., D.A. Carter, and B.B. Balsley, Gradient drift irregularities in the midlatitude sporadic E, J. Geophys. Res., 86, 858, 1981.

291. Fukao, S., T.Tsuda, T.Sato, S.Kato, K.Wakasugi and T.Makihira, The MU radar withan active phased array system, 1, Antenna and power amplifiers, Radio Sci., 20, 1155,1985.

292. Fukao, S., T.Tsuda, T.Sato, S.Kato, K.Wakasugi and T.Makihira, The MU radar withan active phased array system, 2, In-house equipment, Radio Sci., 20, 1169, 1985.

293. Yamamoto, M., S. Fukao, R.F. Woodman, T. Ogawa, T. Tsuda, and S. Kato, Midlatitude E-region field-aligned irregularities observed with the MU radar, J. Geophys. Res., 96, 15,963, 1991.

294. Huang, C.M., E. Kudeki, S.J. Franke, C.H. Liu, and J. Rottger, Brightness distributionof mid-latitude E-region echoes detected at the Chung-Li VHF radar, J. Geophys. Res., 100, 14,703, 1995.

295. Schlegel, K. and C. Haldoupis, Observations of the modified two-stream plasmainstability in the mid-latitude E region ionosphere, J. Geophys. Res., 99, 6219, 1994.

296. Fejer, B.G., and M.C. Kelley, Ionospheric irregularities, Rev. Geophys. Space Phys.,18, 401, 1980.

297. Whitehead, J.D., The formation of the sporadic-E layer in the temperate zones, J.

298. Atmos. Terr. Phys., 20, 49, 1961.

299. Tsunoda, R.T., S. Fukao, and M. Yamamoto, On the origin of quasi-periodic radarbackscatter from mid-latitude sporadic E, Radio Science, 29, 349, 1994.

300. Tsunoda, R.T., Radar Investigations of Polarization Processes in the ionopshere,

301. Ph.D. dissertation, Kyoto University, Japan, 1995.

302. Гершман, Б.Н., Ю.А. Игнатьев, Г.Х. Каменецкая, Механизмы образованияионосферного спороадического слоя Es на различных широтах, в «Результаты исследования по международным геофизическим проектам», М.: Наука, 1976, 107 стр.

303. Andreeva, L.A., Yu.B. Burakov, L.A. Katasev, G.P. Komrakov, V.P. Nesterov, D.B.

304. Uvarov, V.G. Khryukin, and Yu.K. Chasovitin, Rocket investigations of the ionosphere at midlatitudes, Space Research XI Akademie-Verlag, Berlin, 1043, 1971.

305. Andreeva, L.A., L.A. Katasev, V.P. Nesterov, D.B. Uvarov, Yu.K. Chasovitin, and

306. G.P. Komrakov, Vertical wind profiles and Es formation in mid-latitudes, Space Research XII Akademie-Verlag, Berlin, 1321, 1972.

307. Klyueva, N.M., V.G. Khryukin, Yu.K. Chasovitin, G.P. Komrakov, and I.V. Popkov,

308. Rocket measurements of electron concentration and electron temperature in the polar ionosphere, Space Research XIII Akademie-Verlag, Berlin, 535, 1973.

309. Chasovitin, Yu.K., V.G. Khryukin, N.M. Klyueva, and G.P. Komrakov, Rocketmeasurements of electron concentration and electron temperature at sunset, Lower Ionosphere Structure Akademie-Verlag, Berlin, 275, 1974.

310. Larsen, M.F., S. Fukao, M. Yamamoto, R. Tsunoda, K. Igarashi, and T. Ono, The

311. SEEK chemical release experiment: Observed neutral wind profile in a region of sporadic E, Geophys. Res. Lett., 25(11), 1789, 1998.

312. Hoh, F.C., Instability of Penning type discharges, Phys. Fluids, 6, 1184, 1963.

313. Maeda, К., T. Tsuda, and H. Maeda, Theoretical interpretation of the equatorialsporadic E layers, Phys. Rev. Lett, 11, 406, 1963.

314. Rogister, A., and N. D'Angelo, Type 2 irregularities in the equatorial electrojet, J.

315. Geophys. Res., 75, 3879, 1970.

316. Fejer, B.G., Radar studies of small-scale plasma irregularities in the equatorialelectrojet, Ph.D. thesis, Cornell University, 1974.

317. Richmond, A.D., M. Blanc, В .A. Emery, R.H. Wand, В J. Fejer, R.F. Woodman, S.

318. Ganguly, P. Amayenc, R.A. Behnke, C. Calderon, and J.V. Evans, An empirical model of quiet-day ionospheric electric fields at middle and low latitudes, J. Geophys. Res., 85, 4658, 1980.

319. Kudeki, E., D.T. Farley, and B.G. Fejer, Long wavelength irregularities in theequatorial electrojet, Geophys. Res. Lett., 9, 684, 1982.

320. Yamamoto, M-Y., T.Ono, H.Oya, R.Tsunoda, M.F.Larsen, S.Fukao, and

321. M.Yamamoto, Structures in sporadic-E observed with an impedance probe during the SEEK campaign: Comparisons with neutral wind and radar-echo observations, Geophys. Res. Lett., 25, 1781, 1998.

322. Volosevich, A.V., and Yu.I. Galperin, Nonlinear wave structures in collisionalplasma of auroral E-region ionosphere, Annales Geophysicae, 15, 890-898, 1997.

323. Dimant, Y.S. and R.N. Sudan, Kinetic theory of the Farley-Buneman instability in the

324. E region of the ionosphere, J. Geophys. Res., 100, 14605, 1995.

325. Dimant, Y.S. and R.N. Sudan, Physical nature of a new cross-field current-driveninstability in the lower ionosphere, J. Geophys. Res., 102, 2551, 1997.

326. Pfaff, R., M.Yamamoto, P.Marionni, H.Mori, and S.Fukao, Electric fieldmeasurements above and within a sporadic-E layer, Geophys. Res. Lett., 25, 1769, 1998.

327. Tsunoda, R.T., S. Fukao, M. Yamamoto, and T. Hamasaki, First 24.5-Mhz radarmeasurements of quasiperiodic backscatter from field-aligned irregularities in midlatitude sporadic E, Geophys. Res. Lett., 25, 1765, 1998.

328. Ogawa, Т., M. Yamamoto, and S. Fukao, Middle and upper atmosphere radarobservations of turbulence and movement of midlatitude sporadic E irregularities, J. Geophys. Res., 100, 12173, 1995.

329. Yamamoto, M., S.Fukao, T.Ogawa, T.Tsuda, and S.Kato, A morphological study onmid-latitude E-region field-aligned irregularities observed with the MU radar, J. Atmos. Terr. Phys., 54, 769, 1992.

330. Yamamoto, M., M.Komoda, S.Fukao, R.T.Tsunoda, T.Ogawa, and T.Tsuda, Spatialstructure of the E region field-aligned irregularities revealed by the MU radar, Radio Sci., 29, 337, 1994.

331. Nakamura, M., H.Noda, I.Yoshikawa, N.Iwagami, M.Hirahara, M.Yamamoto, and

332. S.Fukao, DC electric field measurement in the SEEK campaign, Geophys. Res. Lett., 25, Mil, 1998.

333. Pan, C.J. and R.T.Tsunoda, Quasiperiodic echoes observed with the Chung-Li VHFradar during the SEEK campaign, Geophys. Res. Lett., 25 , 1809, 1998.

334. Choudhary, R.K. and K.K.Mahajan, Tropical E region field-aligned irregularities:

335. Simultaneous observations of continuous and quasiperiodic echoes, J. Geophys. Res., 104, 2613, 1999.

336. Hysell, D.L. and J.D.Burcham, HF radar observations of quasiperiodic E layer echoesover North America, J. Geophys. Res., 104, 4361, 1999.

337. Chau, J.L. and R.F.Woodman, Low-latitude quasiperiodic echoes observed with the

338. Puira VHF radar in the E region, Geophys. Res. Lett., 26, 2167, 1999.

339. Tsunoda, R.T, J.J. Buonocore, A. Saito, T. Kishimoto, S. Fukao, and M. Yamamoto,

340. First observations of quasi-periodic radar echoes from Stanford, California, Geophys. Res. Lett., 26, 995, 1999.

341. Pfaff, R.F., M.Acuna, S. Bounds, H. Frendenreich, J. Clemmons, G. Earle, R. Heelis,

342. E. Kudeki, S. Franke, M. Larsen, S. Gonzales, C. Tepley, C. Hanuise, A. Bourdillon, and W. Swartz, Rocket/radar sporadic-E experiment conducted during the EL COQUIII campaign, Abstracts, IUGG 99, Birmingham, B.329, 1999.

343. Voiculescu, M., C.Haldoupis, and K.Schlegel, Evidence for planetary wave effects onmidlatitude backscatter and sporadic E layer occurrence, Geophys. Res. Lett., 26, 1105, 1999.

344. Shalimov, S., C. Haldoupis, M. Voiculescu, and K. Schlegel, Midlatitude E regionplasma accumulation driven by planetary wave horizontal wind shears, J. Geophys. Res., 104, 28207, 1999.

345. Fejer, B.G., D.T.Farley, B.B.Balsley, and R.F.Woodman, Vertical structure of the

346. VHF backscattering region in the equatorial electrojet and the gradient drift instability, J. Geophys. Res., 80, 1313, 1975.

347. Bernhardt, P.A., L.M. Duncan, and C.A. Tepley, Artificial airglow excited by highpower radio waves, Science, 242, 1022, 1988.

348. Bernhardt, P.A., C.A. Tepley, and L.M. Duncan, Airglow enhancements associatedwith plasma cavities formed during ionospheric heating experiments, J. Geophys. Res., 94, 9071, 1989.

349. Sipler, D.P., E. Enemark, and M.A. Biondi, 6300-A intensity variations produced bythe Arecibo ionospheric modification experiment, J. Geophys. Res., 79, 4276, 1974.о

350. Mantas, G.P., Large 6300-A airglow intensity enhancements observed in ionosphereheating experiments are excited by thermal electrons, J. Geophys. Res., 99, 8993, 1994.о

351. Mantas, G.P., and H.C. Carlson, Reinterpretation of the 6300-A airglowenhancements based on analysis of Platteville, Colorado, data, J. Geophys. Res., 101, 195, 1996.

352. McNicol, R.W.E., and G. de V. Gipps, Characteristics of the Es region at Brisbane, J.

353. Geophys. Res., 56, 17, 1951.

354. Yasuda, J., Structure of the nighttime Es, J. Radio Res. Japan, 11, 163, 1964.

355. Гальперин, Ю.И., А.В. Волосевич, Двумерная модель полей и токовавроральной дуги на краю структуры типа «перевернутое V», Космические исследования, 33, 227, 1995.

356. Беспалов, П.А., В.Ю. Трахтенгерц, Альфвеновские мазеры, Горький: ИПФ АН1. СССР, 1986, 190 с.

357. Goodwin, G.L., Some aspects of direct backscatter echoes from sporadic-E, , J.

358. Atmos. Terr. Phys., 27, 111, 1965.

359. Smith, L.G., Rocket observations of sporadic E and related features of the E region,1. Radio Sci., 1, 178, 1966.

360. Basu, S., R. L. Vesprini, and J. Aarons, Field-aligned ionopsheric E-regionirregularities and sporadic-E, Radio Sci., 8, 235, 1973.

361. Axford, W.I., Note on a mechanism for the vertical transport of ionization in theionosphere, Can. J. Phys., 39, 1393, 1961.

362. Whitehead, J.D., Recent work on mid-latitude and equatorial sporadic-E, J. Atmos.

363. Terr. Phys., 51, 401, 1989.

364. Rowe, J.F., Downward transport of nighttime Es-layers into the lower E region at

365. Arecibo, J. Geophys. Res., 36, 225, 1974.

366. Thomas, J.A., Sporadic E at Brisbane, Aust. J. Phys., 9, 228, 1956.

367. Harwood, J., Some observations of the occurrence and movement of sporadic-Eionization, J. Atmos. Terr. Phys., 20, 243, 1961.

368. Sinno, К., C. Ouchi, and C. Nemoto, Structure and movement of Es detected by

369. RAN observations (Supplemental Report), J. Radio Res. Japan, 12, 59, 1965.

370. Sinno, К., C. Ouchi, C. Nemoto and H. Futagawa, Structure and movement of Esdetected by LORAN observations, J. Radio Res. Japan, 11, 45, 1964.

371. Tanaka, Т., Sky-wave backscatter observations of sporadic-E over Japan, J. Atmos.

372. Terr. Phys., 41, 203, 1979.

373. Игнатьев, Ю.А. и Н.И. Лисина, Роль металлических ионов в образовании слоя

374. Es, Геомагнетизм и Аэрономия, 12, 659, 1972.

375. Kumar, S., and W.B. Hanson, Morphology of metallic ions in the upper atmosphere,

376. J. Geophys. Res., 85, 6783, 1980.

377. Goldberg, R.A., and L.J. Blumle, Positive ion composition from a rocket-borne massspectrometer,/. Geophys. Res., 75, 133, 1970.

378. Zbinden, P.A., M.A. Hidalgo, P. Eberhardt, and J. Gess, Mass spectrometermeasurements of the positive ion composition in the D- and E-regions of the ionosphere, Planet. Space Sci., 23, 1621, 1975.

379. Huuskonen, A, T. Nygren, L. Jalonen, N. Bjorma, T.L. Hansen, A. Brekke, and T.

380. Turunen, Ion composition in sporadic E layers measured by the EISCAT UHF radar, J. Geophys. Res., 93, 14603, 1988.

381. Djuth, F.T., B. Thide, H.M. Ierkis, and M.P. Sulzer, Large F region electrontemperature enhancements generated by high-power HF radio waves, Geophys. Res. Lett, 14, 953-956, 1987.

382. Belikovich, V. V., Benediktov E.A., Terina G.I., Diagnostics of the lower ionosphereby the method of resonance scattering of radio waves, J. Atmos. Terr. Phys., 48, 1247, 1986.

383. Belikovich, V.V., E.N. Benediktov, N.P. Goncharov, and A.V. Tolmacheva,

384. Diagnostics of the ionosphere and neutral atmosphere at E-region heights using artificial periodic inhomogeneities, J. Atmos. Solar-Terr. Phys., 59, 2447, 1997.

385. Mende, S.B., R.H. Eather, and E.K. Aamondt, Instrument for the monchromaticobservation of all sky auroral images, Appl. Optics, 16, 1691-1700, 1997.

386. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

387. Daz = (Тс + Ti)/(Mvm + m vcn) коэффициент продольной (ось z направлена вдоль В0) амбиполярной диффузии;

388. AST = UT + 3 час стандартное атлантическое время;

389. АИП авроральная ионосферная полость;

390. ИСЗ искусственный спутник Земли;

391. ПЭС полное электронное содержание;

392. РНР радар некогерентного рассеяния;

393. ГДН градиентно-дрейфовая неустойчивость;

394. ТМН термомагнитная неустойчивость;

395. ТКН токово-конвективная неустойчивость;

396. ТН тепловая неустойчивость;

397. МИН мелкомасштабные неоднородности ионосферы, вытянутые вдоль геомагнитного поля;

398. ИРИ искусственное радиоизлучение ионосферы;

399. ДИРИ диагностическое радиоизлучение ионосферы;

400. EISCAT Европейская научная ассоциация по некогерентному рассеянию (European Incoherent Scatter Scientific Association);