Трехмерное распределение электронной концентрации внешней ионосферы по данным зондирования с ИСЗ Интеркосмос-19

Депуев, Виктор Хакимович

Трехмерное распределение электронной концентрации внешней ионосферы по данным зондирования с ИСЗ Интеркосмос-19 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Депуев, Виктор Хакимович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Троицк МЕСТО ЗАЩИТЫ

2008 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.03 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Трехмерное распределение электронной концентрации внешней ионосферы по данным зондирования с ИСЗ Интеркосмос-19»

Автореферат диссертации на тему "Трехмерное распределение электронной концентрации внешней ионосферы по данным зондирования с ИСЗ Интеркосмос-19"

На правах рукописи

ДЕПУЕВ Виктор Хакимович

ТРЕХМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ВНЕШНЕЙ ИОНОСФЕРЫ ПО ДАННЫМ ЗОНДИРОВАНИЯ С ИСЗ ИНТЕРКОСМОС-19

01.04.03 - радиофизика „

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

00345Б0Б6

Троицк - 2008

003456066

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн имени Н.В.Пушкова РАН (ИЗМИРАН).

Научный руководитель: доктор физико-математических наук

ПУЛИНЕЦ Сергей Александрович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор

ИВАНОВ-ХОЛОДНЫЙ Гор Семёнович

Защита диссертации состоится 23 декабря 2008 г. в 16 час на заседании диссертационного совета Д 002.237.01 при ИЗМИР АН по адресу: 142190, г. Троицк Московской области, ИЗМИР АН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЗМИРАН.

Автореферат разослан 22 ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор физико-математических наук МИХАИЛОВ Ю.М.

доктор физико-математических наук, профессор

КУНИЦЫН Вячеслав Евгеньевич

Ведущая организация: Государственное учреждение Институт

прикладной геофизики имени академика Е.К.Федорова.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объект исследования. Ионосфера Земли представляет собой ионизованную часть верхней атмосферы, контролируемую геомагнитным полем. Состояние среды определяется пространственными и временными вариациями её параметров (концентрации и температуры заряженной и нейтральной компонент, частотами соударений и т.д.), их взаимодействием и эффектами внешних воздействий. Предметом диссертационной работы является структура электронной концентрации внешней ионосферы, ее пространственные и временные вариации и их закономерности.

Актуальность темы вызвана интенсивным развитием спутниковых систем связи и навигации и определяется, прежде всего, необходимостью учета влияния ионосферы на работу этих систем. Для этих целей нужны простые в использовании и достаточно точные модели, позволяющие с минимальными вычислительными затратами . получать распределение электронной концентрации (Ыс). Используемые в настоящее время для этих целей эмпирические модели ионосферы не дают адекватного описания распределения N0. Это связано как со сложностью и многообразием физических процессов, происходящих в ионосфере, так и с ограниченным объемом данных наблюдений, используемых для построения моделей. Особо остро стоит проблема исследования горизонтальных градиентов N0 и определения профиля электронной концентрации внешней части области Р, вносящей наибольший вклад в полное содержание электронов.

Цель работы - на основе обработки и анализа данных внешнего зондирования с ИСЗ Интеркосмос-19 выделить особенности

пространственного распределения концентрации электронов Ые во внешней ионосфере и разработать методы, позволяющие по данным внешнего зондирования восстанавливать Ые(Ь)-профиль области Р ниже и выше главного максимума.

Научная новизна работы обусловлена использованием оригинальных данных наблюдений и следующими результатами, полученными впервые:

1. Аппроксимация высотного распределения электронной концентрации внешней области Р средних и низких широт функцией Эпштейна с линейно изменяющимся параметром толщины слоя.

2. Методика восстановления полного Ые(Ь)-профиля области Б по данным внешнего зондирования ионосферы.

3. Глобальное распределение концентрации максимума Р2-слоя, позволившее существенным образом уточнить картину этого распределения и впервые показавшее существование дополнительных крупномасштабных максимумов №пР2.

Научная и практическая значимость работы состоит в том, что полученные в ней результаты могут быть использованы: а) для уточнения представлений о физике ионосферы; б) для прогноза условий распространения радиоволн; в) для развития эмпирических моделей ионосферы. Эти результаты могут быть использованы также и при подготовке новых спутниковых проектов по исследованию ионосферы.

Достоверность полученных результатов обусловлена большим объемом анализируемых данных, их повторяемостью для близких, но разнесенных по времени гелио- и геофизических условий, согласием с экспериментальными данными, полученными другими методами.

На защиту выносятся:

1. Модельное представление высотного распределения электронной концентрации области F средних и низких широт на основе аппроксимации функцией Эпштейна с линейно изменяющимся параметром толщины слоя, существенным образом уточняющее характер этого распределения.

2. Методика построения высотных сечений ионосферы от 150 до 1000 км по данным внешнего зондирования, позволяющая получать новые сведения об изменении концентрации электронов выше и ниже главного максимума.

3. Глобальное распределение критических частот (электронной концентрации) слоя F2 в ночные часы по данным внешнего зондирования с ИСЗ Интеркосмос-19, дающее новые знания о крупномасштабных структурах Ne.

Личный вклад автора состоит в первичной обработке большого массива данных наблюдений, разработке методов и алгоритмов их анализа, совместной с соавторами физической интерпретации результатов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 статей, 7 из которых - в рецензируемых научных журналах, и представлено 11 докладов на международных конференциях. Полный список приведен в диссертации.

Париж, 2004 г.), первой азиатско-тихоокеанской радио конференции (Токио, 2001 г.), конференции по проекту COST 251 (Прага, 1996 г.), симпозиумах по Международной справочной модели ионосферы IRI (Лоуэлл, 1999 г., Сан-Жозе-дос-Кампос, 2001 г., Тортоса, 2005 г., Буэнос-Айрес, 2006 г.), а также ежегодных семинарах рабочей группы IRI (Триест, 1997-2004 гг.).

Диссертация выполнена в лаборатории спутниковых исследований ионосферы ИЗМИР АН в рамках плановых НИР "Усовершенствование моделей ионосферы и их использование для улучшения качества радиосвязи" (номер государственной регистрации 01.9.80 001106) и "Исследование изменчивости и вариаций ионосферы, обусловленных процессами, протекающими в геофизических оболочках" (01.200.1 10588), а также проекта COST 271 Комиссии Европейского союза "Effects of the upper atmosphere on terrestrial and earth-space communications". Работа частично поддержана грантами РФФИ 00-05-64071-а, 01-05-64155-а и НАСА NRA 98-OSS-03(5.2) "Intercosmos-19 satellite topside sounder data rescue project".

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы (120 наименований) и включает 110 страниц текста и иллюстраций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении дается обоснование актуальности темы исследования, сформулированы ее цель, новизна, научная и практическая ценность полученных результатов.

Первая глава посвящена описанию данных внешнего зондирования, которые были использованы в работе. Система импульсного зондирования ионосферы ИС-338 была установлена на ИСЗ Интеркосмос-19 (запущен 27 февраля 1979 г., наклонение орбиты 74°, апогей 995 км, перигей 502 км) и входила в комплекс аппаратуры, предназначенной для изучения структуры и динамики ионосферной плазмы в период высокой солнечной активности. В соответствии с заданной программой работы, ИС-338 позволяла получать высотно-частотные характеристики (ионограммы) в диапазоне 0.3 - 15.95 МГц каждые 8, 16, 32 и 64 с, при этом длительность ионограмм оставалась постоянной, равной 6.04 с. Особенностью использованной системы было наличие бортового запоминающего устройства, которое обеспечивало накопление экспериментальных данных в течение 16 часов перед передачей их на Землю. Это впервые, в отличие от предшествовавших проектов по внешнему зондированию, дало возможность исследовать глобальное распределение электронной концентрации. К сожалению, область полярной ионосферы осталась вне зоны наблюдений ИСЗ Интеркосмос-19.

Ионограммы внешнего зондирования, помимо информации о критических частотах трех магнитоионных компонент, содержат данные о частотах плазменных резонансов и плазменной частоте на высоте спутника. Кроме того, инвертируя высотно-частотные характеристики в профили электронной концентрации, можно получить высотное распределение ионизации. Всего в данной работе использовано около 10 тысяч Не(Ъ)-профилей, часть из которых составили базу данных внешнего зондирования (http://antares.izmiran.ra/projects/IK19/).

Краткий обзор результатов, полученных другими авторами на основе данных зондирования с ИСЗ Интеркосмос-19, приведен в диссертации.

Задача исследования трехмерного распределения электронной концентрации в данной работе разделена на две части - исследование формы вертикального профиля Ые и глобального распределения параметров максимума слоя ¥2.

Вторая глава диссертации посвящена аналитическому представлению нормированного высотного распределения электронной концентрации №(Ь-11тР2)/МтР2, где ЬтР2 и №пР2 - высота и концентрация главного максимума. В отличие от большинства существующих моделей (КоЬп1ет, Ш1 и др.), использующих многосегментное представление профиля, нами рассмотрена аппроксимация одной функцией, позволяющая избежать проблемы "сшивания" отдельных сегментов. Сравнение точности аппроксимации различными функциями показало преимущество (см. рис.1, например) использования функции Эпштейна

500 |400 300

Цюо 100

0.5 1.0

ЯеттГ2

Рис.1. Сравнение экспериментального профиля электронной концентрации внешней ионосферы (толстая линия) с модельными аппроксимациями - функцией Эпштейна (треугольники), Чепмена (штриховая линия), экспонентой (тонкая сплошная линия) и моделью 1И (точки). Погрешность аппроксимации указана в скобках.

- II 1 1 1 1 1 1 1 - Интеркосмос-19

А Функция Эпштейпа (0.019)

----Функция Чепмена (0.035)

Экспонента (0.131)

- ^^ молельШ 18.07.79 -

^........•-................... 1345 ЬТ

1 1 1 , ,

ехр

1Чс(11 -ЬтР2) = 4.0-

I в2ц ;

1 + ехр

. , \ 2 с линеино изменяющимся с

В,

высотой параметром толщины слоя В2и=В2ио+к(Ь-ЬтР2).

Долготные, широтные, сезонные вариации модельных коэффициентов, а также глобальные карты В2ио и к, построенные на основе базы данных внешнего зондирования ИСЗ Интеркосмос-19, приведены в работе.

900 1 1 1 1 1ЧЛ11 1 1 1 ¡11 1 111 1 1 1 1 1111| 1 1111111

700 \ \ \ 17.07.80 ~ 0600 ЬТ

500 -

300

100 1 \ 1 1 1 1 1 111 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 .....1 1 1 1 1 1 1 |Г

10* 105 106

900 700 2 500 Р-300 100

1-1 II I I III-1-1 МЧШ1|-1-1 I 111111-1-1 I 11111

Интеркосмос-19

17.07.80 -

1600 ьт -

- ст. Тукуман

- модифицированная №(2шск

--модель 1Ш

I I II I 111_I_' I I I I м1 I_I I I I I I И I_I I I I I 1Г

104

N0, см~3

Рис. 2. Сравнение полных профилей электронной концентрации при зондировании сверху (точки) и снизу (треугольники) с моделями 1111 (штриховая линия) и модифицированной ЫеС}шск (сплошная линия) для утренних и дневных условий.

Модель №(3шск вычисляет М(Ь)-профиль, используя в качестве опорных значения параметров максимумов и толщины слоев ¥2, и Е. Значения &>Р2 и М3000Р2 (или ЬтР2) при этом задаются коэффициентами ССЖ, а параметры нижележащих слоев определяются с помощью простых эмпирических соотношений по величинам зенитного угла Солнца и солнечной активности. Проведенная нами модификация Ые(2шск с применением полученных из эксперимента АэР2, ИтР2 и В2и дала возможность по данным зондирования со спутника рассчитывать полный профиль электронной концентрации ниже и выше главного максимума (рис.2) и реконструировать высотные сечения ионосферы (рис.36 и в).

Третья глава посвящена построению глобального двумерного распределения электронной концентрации максимума ночного слоя Р2. Орбитальные параметры ИСЗ Интеркосмос-19 (наклонение 72° и период обращения 99 мин) и режим работы ионозонда (зондирование с периодом 64 с и накопление данных в течение ~16 ч) позволяли получать за сеанс наблюдений значения 1ЪР2 на сетке с шагом 3.5 градуса по широте и 25 градусов по долготе. Поскольку на средних и низких широтах орбита спутника проходила практически вдоль меридиана, а местное время пересечения им экватора оставалось приблизительно постоянным в течение сеанса, это позволило построить мгновенные карты {о¥2 (так называемые ЬТ-карты), которые затем усреднялись для схожих гелио- и геофизических условий - сезона, ЬТ, уровня магнитной активности и т.д. Построенные карты существенно дополняют глобальные распределения РоР2, получаемые с помощью стандартных моделей 1Л181 и ССЖ, и позволяют уточнить описание крупномасштабных неоднородностей электронной концентрации в максимуме слоя Р2. Так, летом в северном полушарии наблюдается три максимума N6 на широте 30+10° N и 40, 130

и 320° восточной долготы (рис.За). В зимние месяцы отмечено существование двух максимумов электронной концентрации в южном полушарии (20° Б, 200° Е и 50° 8, 340° Е). Отмеченные крупномасштабные неоднородности типичны для всех ночных часов, различаясь лишь по степени развития и амплитуде, т.е. носят квазистационарный характер.

60 120 180 240 300 Ъ , град

Рис.3. Глобальное распределение электронной концентрации в максимуме слоя Р2 (а) и долготное вдоль широты 30°К (б) и широтное вдоль долготы 140°Е (в) вертикальные сечения ионосферы для летних ночных условий.

-30 0 30 Ф , град

Четвертая глава. Приведены некоторые результаты исследования ионосферных возмущений от различных источников с использованием данных внешнего зондирования. Так, для геомагнитной бури 25.03.1979 г. с помощью модифицированной модели ЫеСЗшск построены меридиональные сечения ионосферы, позволившие проследить степень развития экваториальной аномалии в различные фазы бури.

На примере мощного землетрясения 23.11.1980 г. на территории Италии показано, что на форму профиля электронной концентрации внешней ионосферы (поведение модельного параметра B2U) над эпицентральной областью влияют процессы подготовки землетрясения.

Заключение - даются основные выводы, приводятся сведения об апробации, о полноте опубликованных в научной печати основного содержания диссертации, ее результатов и выводов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Предложено аналитическое описание высотного профиля электронной концентрации внешней области F2 на основе функции Эпштейна с линейно изменяющимся параметром толщины.

2. Разработан алгоритм восстановления полного профиля электронной концентрации ионосферы от 150 до 1000 км по данным зондирования со спутника.

3. Построено глобальное распределение критической частоты foF2 (электронной концентрации максимума) ночного слоя F2 для периода высокой солнечной активности.

4. На основе предложенных алгоритмов исследованы эффекты внешнего воздействия на ионосферу как в период геомагнитной бури, так и при подготовке мощного землетрясения.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Pulinets S.A., Kim V.P., Hegai V.V., Depuev V.Kh., Radicella S.M.

Unusual longitude modification of the nighttime midlatitude F2 région

ionosphere in July 1980 over the array of tectonic faults in the Andes area: observations and interpretation // Geophysical Research Leftm.-1998.-V.25.-N.22.-P .4133-4136.

2. Depuev V.H., Pulinets S.A. Global distribution of night-time F2 peak density (Intercosmos-19 data) // Advances in Space Research.-2000.-V.25.-N.l.-P.105-108.

3. Nava B., Radicella S.M., Pulinets S., Depuev V. Modelling bottom and topside electron density and TEC with profile data from topside ionograms // Advances in Space Research.-2QQI.-V.27.-N. 1 .-P.31-34.

4. Depuev V.H., Pulinets S.A. Epstein function global topside profile modeling on the basis of Intercosmos-19 topside sounding data (Quiet conditions) // The IRI Task Force Activity-2000: Proceedings.-Trieste, 2001.-P.35-39.

5. Depuev V.H., Pulinets S.A., Radicella S.M. Epstein function topside profile modeling on the basis of Intercosmos-19 topside sounding data (Disturbed conditions) // The IRI Task Force Activity-2000: Proceedings.-Trieste, 2001.-P.41-46.

6. Pulinets S.A., Depuev V.H., Karpachev A.T., Radicella S.M., Danilkin N.P. Recent advances in topside profile modeling // Advances in Space Research.-2002.-V.29.-N.6.-P.815-823.

7. Coisson P., Radicella S.M., Pulinets S.A., Depuev V.H. Topside shape factor from Intercosmos-19 and Cosmos-1809 satellites // The IRI Task Force Activity-2001: Proceedings.-Trieste, 2002.-P. 177-189.

8. Karpachev A.T., Deminova G.F., Depuev V.H., Kochenova N.A. Diurnal variations of the peak electron density distribution pattern at low latitudes

derived from Intercosmos-19 topside sounding data It Advances in Space Research.- 2003.-V.31 .-N.3.-P.521-530.

9. Pulinets S.A., Depuev V.H. Global scale ionospheric irregularities associated with thunderstorm activity // The IRI Task Force Activity-2002: Proceedings.-Trieste, 2003.-P.71-81.

10. Pulinets S.A., Legen'ka A.D., Gaivoronskaya T.V., Depuev V.H. Main phenomenological features of ionospheric precursors of strong earthquakes // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial P/ysics.-2003.-V.65.-N. 16-18.-P.1337-1347.

11. Pulinets S.A., Depuev V.H. Three dimensional reconstruction of the global longitude irregularities in the ionosphere and their model representation // The IRI Task Force Activity-2003: Proceedings.-Trieste, 2004.-P.97-105.

12. Depuev V.H., Pulinets S.A. A global empirical model of the ionospheric topside electron density // Advances in Space /?esearc/i.-2004.-V.34.-N.9.-P.2016-2020.

Подписано в печать 18.11.2008 г. Формат 60x84/16. Печ. л.0.75. Тираж 100 экз. Заказ 2286.

Издательство «Тровант» ЛР 071961 от 01.09.1999 г.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии издательства «Тровант». 142191, г. Троицк Московской обл., м-н «В», д. 52. Тел. (495) 775-43-35, (4967) 50-21-81 E-mail: trovant@ttk.rii. http://www.trovant.ru/

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Депуев, Виктор Хакимович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. БАЗА ДАННЫХ ВНЕШНЕГО ЗОНДИРОВАНИЯ С ИСЗ ИНТЕРКОСМОС

1.1. Комплексная геофизическая обсерватория Интеркосмос

1.2. Система импульсного зондирования ионосферы ИС

1.3. Первичная обработка ионограмм внешнего зондирования

1.4. Результаты анализа данных зондирования с

ИСЗ Интеркосмос

ГЛАВА 2. ВЫСОТНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ

КОНЦЕНТРАЦИИ

2.1. Существующие модели №(Ъ)-профилей внешней ионосферы

2.2. Аппроксимация профиля электронной концентрации функцией Эпштейна

2.3. Построение полного профиля электронной концентрации

ГЛАВА 3. ГЛОБАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКИХ ЧАСТОТ НОЧНОГО СЛОЯ ¥2 (ГоЕ2)

3.1. Карты критических частот й)Р

3.2. Глобальное распределение £оР2 по данным

ИСЗ Интеркосмос

3.3. Морфологические особенности крупномасштабных неоднородностей ночной области Б

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ ВНЕШНЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ИОНОСФЕРУ

4.1. Геомагнитные бури 28 марта-4 апреля 1979 г.

4.2. Эффекты подготовки землетрясения 23.11.1980 г.

Введение диссертация по физике, на тему "Трехмерное распределение электронной концентрации внешней ионосферы по данным зондирования с ИСЗ Интеркосмос-19"

Ионосфера Земли представляет собой ионизованную часть верхней атмосферы, контролируемую геомагнитным полем. Состояние среды определяется пространственными и временными вариациями её параметров (концентрации и температуры заряженной и нейтральной компонент, частотами соударений и т.д.), их взаимодействием и эффектами внешних воздействий. Предметом диссертационной работы является структура электронной концентрации внешней ионосферы, ее пространственные и временные вариации и их закономерности.

Актуальность темы вызвана интенсивным развитием спутниковых систем связи и навигации и определяется, прежде всего, необходимостью учета влияния ионосферы на работу этих систем. Для этих целей нужны простые в использовании и достаточно точные модели, позволяющие с минимальными вычислительными затратами получать распределение электронной концентрации СМе). Используемые в настоящее время для этих целей эмпирические модели ионосферы не дают адекватного описания распределения N6. Это связано как со сложностью и многообразием физических процессов, происходящих в ионосфере, так и с ограниченным объемом данных наблюдений, используемых для построения моделей. Особо остро стоит проблема исследования горизонтальных градиентов № и определения профиля электронной концентрации внешней части области Б, вносящей наибольший вклад в полное содержание электронов.

Цель работы - на основе обработки и анализа данных внешнего зондирования с ИСЗ Интеркосмос-19 выделить особенности пространственного распределения концентрации электронов № во внешней ионосфере и разработать методы, позволяющие по данным внешнего зондирования восстанавливать №(Ъ)-профиль области Б ниже и выше главного максимума.

Научная новизна диссертации обусловлена использованием оригинальных данных наблюдений и следующими результатами, полученными впервые:

2. Методика восстановления полного №(И)-профиля области Б по данным внешнего зондирования ионосферы.

На защиту выносятся:

1. Модельное представление высотного распределения электронной концентрации области Б средних и низких широт на основе аппроксимации функцией Эпштейна с линейно изменяющимся параметром толщины слоя, существенным образом уточняющее характер этого распределения.

3. Глобальное распределение критических частот (электронной концентрации) слоя Б2 в ночные часы по данным внешнего зондирования с ИСЗ Интеркосмос-19, дающее новые знания о крупномасштабных структурах №.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы (120 наименований) и включает 100 страниц текста и иллюстраций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена описанию данных внешнего зондирования, которые были использованы в работе. Система импульсного зондирования ионосферы ИС-338 была установлена на ИСЗ Интеркосмос-19 (запущен 27 февраля 1979 г., наклонение орбиты 74°, апогей 995 км, перигей 502 км) и входила в комплекс аппаратуры, предназначенной для изучения структуры и динамики ионосферной плазмы в период высокой солнечной активности. В соответствии с заданной программой работы, ИС-338 позволяла получать высотно-частотные характеристики (ионограммы) в диапазоне от 0.3 до 15.95 МГц каждые 8, 16 и 64 с, при этом длительность ионограмм оставалась постоянной, равной 6.043 с. Особенностью использованной системы было наличие бортового запоминающего устройства, которое обеспечивало накопление экспериментальных данных в течение 16 часов перед передачей их на Землю. Это впервые, в отличие от предшествовавших проектов по внешнему зондированию, дало возможность исследовать глобальное распределение электронной концентрации. К сожалению, область полярной ионосферы осталась вне зоны наблюдений ИСЗ Интеркосмос-19.

Ионограммы внешнего зондирования, помимо информации о критических частотах трех магнитоионных компонент, содержат данные о частотах плазменных резонансов и плазменной частоте на высоте спутника. Кроме того, инвертируя высотно-частотные характеристики в профили электронной концентрации, можно получить высотное распределение ионизации. Всего в данной работе использовано около 10 тысяч №(11)-профилей, часть из которых составили базу данных внешнего зондирования (http://antares.izmiran.ru/projects/IKl 9/).

Задача исследования трехмерного распределения электронной концентрации в данной работе разделена на две части - исследование формы вертикального профиля № и глобального распределения параметров максимума слоя Р2.

Вторая глава диссертации посвящена аналитическому представлению нормированного высотного распределения электронной концентрации Ne(h-hmF2)/NmF2, где hmF2 и NmF2 - высота и концентрация главного максимума. В отличие от большинства существующих моделей (Kohnlein, Bent и др.), использующих многосегментное представление профиля, нами рассмотрена аппроксимация одной функцией, позволяющая избежать проблемы "сшивания" отдельных сегментов. Сравнение точности аппроксимации различными функциями показало преимущество использования функции Эпштейна: ехр

Ne(h - hmF2) = 4.0 h-hmF24

B2U 'h-hmF2^

1 + exp

2U J J с линейно изменяющимся с высотой параметром толщины слоя В2и=В2ио+к(Ь-ЬтР2).

Модель №С)шск вычисляет №(Ъ)-профиль, используя в качестве опорных значения параметров максимумов и толщины слоев Р2, Р1 и Е. Значения £эР2 и М3000Р2 (или ЬтР2) при этом задаются коэффициентами СС1К, а параметры нижележащих слоев определяются с помощью простых эмпирических соотношений по величинам зенитного угла Солнца и солнечной активности. Проведенная нами модификация NeQuick с применением полученных из эксперимента foF2, hmF2 и В2и дала возможность по данным зондирования со спутника рассчитывать полный профиль электронной концентрации ниже и выше главного максимума и реконструировать высотные сечения ионосферы.

Третья глава посвящена построению глобального двумерного распределения электронной концентрации максимума ночного слоя F2. Орбитальные параметры ИСЗ Интеркосмос-19 (наклонение 72° и период обращения 99 мин) и режим работы ионозонда (зондирование с периодом 64 с и накопление данных в течение -16 ч) позволяли получать за сеанс наблюдений значения foF2 на сетке с шагом 3.5 градуса по широте и 25 градусов по долготе. Поскольку на средних и низких широтах орбита спутника проходила практически вдоль меридиана, а местное время пересечения им экватора оставалось приблизительно постоянным в течение сеанса, это позволило построить мгновенные карты foF2 (так называемые LT-карты), которые затем усреднялись для схожих гелио- и геофизических условий - сезона, LT, уровня магнитной активности и т.д. Построенные карты существенно дополняют глобальные распределения foF2, получаемые с помощью стандартных моделей URSI и CCIR, и позволяют уточнить описание крупномасштабных неоднородностей электронной концентрации в максимуме слоя F2. Так, летом в северном полушарии наблюдается три максимума Ne на широте 30±10° N и 40, 130 и 320° восточной долготы. В зимние месяцы отмечено существование двух максимумов электронной концентрации в южном полушарии (20° S, 200° Е и 50° S, 340° Е). Отмеченные крупномасштабные неоднородности типичны для всех ночных часов, различаясь лишь по степени развития и амплитуде, т.е. носят квазистационарный характер.

Четвертая глава. Приведены некоторые результаты исследования ионосферных возмущений от различных источников с использованием данных внешнего зондирования. Так, для серии геомагнитных бурь 28 марта - 4 апреля 1979 г. с помощью модифицированной модели NeQuick построены меридиональные сечения ионосферы, позволившие проследить степень развития экваториальной аномалии в различные фазы бури.

На примере мощного землетрясения 23.11.1980 г. на территории Италии показано, что на форму профиля электронной концентрации внешней ионосферы (поведение модельного параметра В2и) над эпицентральной областью влияют процессы подготовки землетрясения.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 статей, 7 из которых - в рецензируемых научных журналах, и представлено 11 докладов на международных конференциях. Публикации включены в список цитируемой литературы.

Апробация работы. Материалы работы докладывались и обсуждались на представительных международных конференциях, в частности, 23-ей Генеральной Ассамблее Европейского геофизического общества (Ницца, 1998 г.), 32-ой, 33-ей и 35-ой Научных Ассамблеях Комитета по космическим исследованиям COSPAR (Нагоя, 1998 г., Варшава, 2000 г., Париж, 2004 г.), первой азиатско-тихоокеанской радио конференции (Токио, 2001 г.), конференции по проекту COST 251 (Прага, 1996 г.), симпозиумах по Международной справочной модели ионосферы IRI

Лоуэлл, 1999 г., Сан-Жозе-дос-Кампос, 2001 г., Тортоса, 2005 г., Буэнос-Айрес, 2006 г.), а также ежегодных семинарах рабочей группы IRI (Триест, 1997-2004 гг.).

Заключение диссертации по теме "Радиофизика"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате обработки и проведенного анализа данных внешнего зондирования с ИСЗ Интеркосмос-19:

1. Предложено аналитическое описание высотного профиля электронной концентрации внешней области Т2 средних и низких широт на основе функции Эпштейна с линейно изменяющимся параметром толщины, существенно повышающее точность представления профиля №.

2. Разработан алгоритм восстановления полного профиля электронной концентрации ионосферы. Показано, что использование полученных из данных внешнего зондирования параметров максимума ЬшБ2, 1ЪР2 и толщины В2и(Ь)=В0+к(Ь) в качестве входных параметров модифицированной модели №С2шск позволяет рассчитывать №(И) выше и ниже максимума слоя ¥2.

3. Построено глобальное распределение критической частоты ЙБ2 (электронной концентрации максимума) ночного слоя Б2 для периода высокой солнечной активности, позволившее установить характерные особенности крупномасштабных структур №.

4. На основе предложенных алгоритмов исследованы эффекты внешнего воздействия на ионосферу. Показано, в частности, что: а) долготные особенности ионосферы оказывают влияние на проявление эффектов геомагнитной бури на высотах внешней части области Б; б) изменение формы профиля электронной концентрации может свидетельствовать о проявлении на ионосферных высотах i процессов подготовки мощных землетрясений и наряду с другими факторами учитываться при поиске краткосрочных предвестниковых эффектов.

Диссертация выполнена в лаборатории спутниковых исследований ионосферы ИЗМИРАН в рамках плановых НИР. Полученные в ней результаты могут быть использованы в научно-исследовательских организациях соответствующего профиля (Институт прикладной геофизики имени академика Е.К.Федорова, Институт космических исследований РАН, Научно-исследовательский радиофизический институт и др.) для: а) уточнения представлений о физике ионосферы; б) прогноза условий распространения радиоволн; в) совершенствования эмпирических моделей ионосферы. Эти результаты могут быть использованы также и при подготовке новых спутниковых проектов по исследованию ионосферы.

Полученные результаты опубликованы в 12 статьях, 7 из которых -в рецензируемых научных журналах, включенных в систему цитирования Web of Science - Science Citation Index Expanded, и 5 - в сборниках трудов семинара рабочей группы COSPAR/URSI по Международной справочной модели ионосферы "The IRI Task Force Activity" (Триест 2001-2004 гг.). Материалы работы докладывались и обсуждались на 11 представительных международных конференциях. Публикации включены в список цитируемой литературы.

Автор хотел бы с глубокой благодарностью отметить работу коллег, успешно осуществивших уникальный проект по вертикальному зондированию ионосферы с борта ИСЗ Интеркосмос-19. Это, прежде всего, руководители проекта академик РАН В.В.Мигулин и доктор физ,-мат.наук, профессор Н.П.Бенькова, кандидат физ.-мат. наук Ю.В.Кушнеревский, кандидат физ.-мат. наук Г.В.Васильев и многие другие.

Автор искренне признателен своему научному руководителю доктору физ.-мат. наук С.А.Пулинцу, а также кандидату физ.-мат. наук Г.Ф.Деминовой и доктору физ.-мат. наук А.Т.Карпачеву за доброе отношение, поддержку и высокопрофессиональную помощь в работе.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Депуев, Виктор Хакимович, Троицк

1. Авдюшин С.И., Данилкин Н.П., Иванов И.И., Ковалев С.И., Кушнеревский Ю.В., Мигулин В.В., Стасевич В.И. Влияние ионосферных неоднородностей на трансионосферные сигналы // Геомагнетизм и аэрономия.-1988.-T.28.-N.4.-C.691-693.

2. Бенькова Н.П., Кища П.В., Козлов Е.Ф., Коченова H.A., Саморокин Н.И., Флигель М.Д. Профили внешней ионосферы и их модельное представление // Геомагнетизм и аэрономия.-1990.-T.30.-N.6.-C.943-947.

3. Бенькова Н.П., Депуева А.Х., Коченова H.A., Флигель М.Д. Долготные распределения низкоширотного F-рассеяния выше и ниже главного максимума электронной концентрации // Геомагнетизм и аэрономия.-1988.-Т.28.-1Ч.6.-С.1023-1026.

4. Бенькова Н.П., Депуева А.Х., Коченова H.A., Флигель М.Д. Экваториальное F-рассеяние по наземным и спутниковым данным 18-19 июля 1979 года // Геомагнетизм и аэрономия.-1989.-T.29.-N.2.- С.332-334.

5. Васильев Г.В., Гончаров Л.П., Кушнеревский Ю.В., Мигулин В.В., Флигель М.Д. Спутниковая система импульсного зондирования ионосферы ИС-338 // Аппаратура дляисследования внешней ионосферы. М.: ИЗМИР АН, 1980 а,-С.13-29.

6. Васильев Г.В., Каличев A.A., Капитонов Ю.А., Князев В.Н., Ковалев Ю.М., Погода Э.В., Полянский В.П., Розин B.JI. Спутниковая ионосферная станция ИОН-1 // Аппаратура для исследования внешней ионосферы. М.: ИЗМИР АН, 1980 Ь.-С.30-42.

7. Гивишвили Г.В., Иванов-Холодный Г.С., Коченова H.A., Кушнеревский Ю.В., Лещенко Л.Н., Мигулин В.В., Непомнящая Е.В., Флигель М.Д. О крупномасштабных зонах аномалий области F-ионосферы // Доклады АН CCCP.-1987.-T.295.-N.6.-С.1330-1332.

8. Данилкин Н.П., Денисенко П.Ф., Иванов И.И., Кушнеревский Ю.В., Соцкий В.В. Критерий для определения существования горизонтальных градиентов электронной концентрации из трансионограмм // Геомагнетизм и аэрономия.-1983.-T.23.-N.6.-С.930-934.

9. Деминов М.Г., Карпачев А.Т. Долготный эффект в ночной среднеширотной ионосфере по данным ИСЗ "Интеркосмос-19" // Геомагнетизм и аэрономия.-1988.-T.28.-N.1.-C.76-80.

10. Деминова Г.Ф. Волнообразная структура долготных изменений ночной экваториальной аномалии // Геомагнетизм и аэрономия.-1995.-T.35.-N.4.-C. 169-173.

11. Индюков А.Е. Обработка информации с цифровой ионосферной станции ИК-19 // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца.-М.: Наука, 1981.-Вып.55.-С.172-179.

12. Зеленова Т.И., Боенкова Н.М., Легенька А.Д. Обобщенные модели электронной концентрации для высот 60-1000 км в летних условий // Ионосферные модели. М.: Наука, 1975 а.-С.70-77.

13. Кадухин Г.Ф., Соболева Т.Н. Широтные вариации электронной концентрации для расчетов распространения радиоволн // Распространение декаметровых радиоволн. М.: Наука, 1978 Ь.-С.140-149.

14. Легенька А. Д. Эмпирические модели высотно-суточных вариаций электронной концентрации в среднеширотной внешней ионосфере в летний сезон // Ионосферные модели. М.: Наука, 1975.-С.43-69.

15. Карпачев А.Т. Распределение электронной концентрации во внешней ионосфере высоких широт южного полушария для ночных летних условий // Геомагнетизм и аэрономия.-1995,-T.35.-N.6.-C.82-88.

16. Карпачев А.Т. Распределение электронной концентрации вблизи максимума слоя F2 в северном полушарии для ночных летних условий //Геомагнетизм и аэрономия.-1996.-T.36.-N.4.-C.86-72.

17. Карпачев А.Т., Деминова Г.Ф., Афонин В.В. Глобальный отклик внешней ионосферы на магнитосферную бурю 22-23 марта 1979 г. // Геомагнетизм и аэрономия.-2005.-Т.45.-.Ч.6.-С.730-744.

18. Коченова H.A. Долготные вариации экваториальной ионосферы по данным ИСЗ "Интеркосмос-19" // Геомагнетизм и аэрономия.-1987.-T.27.-N. 1 .-С. 142-144.

19. Коченова H.A. Модельные представления суточных изменений летнего слоя F2 над Кубой // Геомагнетизм и аэрономия.-1990.-T.30.-N.4.-C.620-623.

20. Коченова H.A. Долготные вариации электронной концентрации в средних широтах южного полушария по данным ИСЗ "Интеркосмос-19" // Волновые процессы в приземной плазме. -М.: ИЗМИР АН, 1992.-С.136-153.

21. Куницын В.Е., Левашев А.Б., Матвеев А.Н. Обратная задача трансионосферного зондирования // Геомагнетизм и аэрономия.-1988.-T.28.-N.4.-C.625-631.

22. Мигулин В.В. Наблюдения волновых явлений на ИСЗ "Интеркосмос-19" // Магнитосферные исследования.-1985.-N.7.-С.61-70.

23. Самарджиев Д., Пашова Ц., Бенькова Н., Коченова Н. Модель распределения электронной концентрации в области F и внешней ионосфере в болгарском регионе I. Лето, дневные часы // Българско геофизично списание.-1986.-T.12.-N.3.-C.23-27.

24. Серебрякова М.В. Обработка ионограмм внешней ионосферы // Препринт 62(595).-М.: ИЗМИРАН, 1986.-20с.

25. Фаткуллин М.Н., Зеленова Т.И., Козлов В.К., Легенька А.Д., Соболева Т.Н. Эмпирические модели среднеширотной ионосферы.- М.: Наука, 1981.-256с.

26. Atlas of ionospheric critical frequency (foF2) obtained from Ionosphere Sounding Satellite b observations. Part 1. August

27. December 1978 // Radio Research Laboratory, Ministry of Posts and Telecommunications. Tokyo, Japan.-1978.

28. Atlas of ionospheric critical frequency (foF2) obtained from Ionosphere Sounding Satellite b observations. Part 2. October 1978 -March 1979 // Radio Research Laboratory, Ministry of Posts and Telecommunications. Tokyo, Japan.-1980.

29. Atlas of ionospheric critical frequency (foF2) obtained from Ionosphere Sounding Satellite b observations. Part 3. January-June 1979 // Radio Research Laboratory, Ministry of Posts and Telecommunications. Tokyo, Japan.-1981.

30. Becker W. The standard profile of the mid-latitude F region of the ionosphere as deduced from bottomside and topside ionograms // Space Research.-1972.-V. 12.-P. 1241 -1252.

31. Benkova N.P., Kochenova N.A., Legenka A.D., Fatkullin M.N., Fligel M.D. Model representation of mid-latitudinal electron density by means of "Intercosmos-19" data // Advances in Space Research.-1984.-V.4.-N.1.-P.51-58.

32. Bilitza D. International Reference Ionosphere: Recent developments // Radio Science.- 1987.-V.21 .-N.3 .-P.343-346.

33. Bilitza D. (ed.) International Reference Ionosphere 1990 // Rep. 9022, NSSDC, Greenbelt, Maryland.-1990.

34. Bilitza D. International Reference Ionosphere 2000 // Radio Science.-2001.-V.36.-N.2.-P .261-275.

35. Bilitza D., Williamson R. Towards a better representation of the IRI topside based on ISIS and Alouette data // Advances in Space Research.-2000.-V.25.-N.l.-P.149-152.

36. Bilitza D., Reinisch B.W, Radicella S.M., Pulinets S., Gulyaeva T., Triskova L. Improvements of the International Reference Ionosphere model for the topside electron density profile // Radio Science.-2006.-V.41.-N.5.-Art. N.RS5S15.

37. CCIR (International Radio Consultive Committee). Atlas of ionospheric characteristics // Report 340-6, International Telecommunication Union, Geneva, 1991.

38. Chasovitin Yu.K., Gulyaeva T.L., Deminov M.G., Ivanova S.E. Russian standard model of ionosphere (SMI) // COST251 Workshop. Side, Turkey, 1998. - Proceedings COST251 TD(98)005.- P. 161172.

39. Ching B.K., Chiu Y.T. A phenomenological model of global ionospheric electron density in the E-, Fl- and F2-regions // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics.-1973.-V.35.-N.9.-P.1615-1630.

40. Chiu Y.T. An improved phenomenological model of ionospheric density // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics.-1975.-V.37.-N.12.-P. 1563-1570.

41. Coisson P., Radicella S.M., Pulinets S.A., Depuev V.H. Topside shape factor from Intercosmos-19 and Cosmos-1809 satellites // The IRI Task Force Activity-2001: Proceedings.-Trieste, 2002.-P.177-189.

42. Davis K., Baker D.M. Ionospheric effects observed around the time of the Alaskan earthquake on March 28, 1964 // Journal of Geophysical Research.-1965.-V.70.-N.9.-P.2251 -2253.

43. Deminova G.F. Maps of foF2, hmF2, and plasma frequency above F2-layer peak in the night-time low-latitude ionosphere derived from Intercosmos-19 satellite topside sounding data // Annales Geophysicae.-2007.-V.25.-N. 12.- P. 1827-1835.

44. Depuev V.H., Pulinets S.A. Global distribution of night-time F2 peak density (Intercosmos-19 data) // 32nd COSPAR Scientific Assembly: Abstracts.-Nagoya, 1998.-P.181. (C4.1-0042).

45. Depuev V.H., Pulinets S.A. Global distribution of night-time F2 peak density (Intercosmos-19 data) // Advances in Space Research.-2000.-V.25.-N. 1 .-P. 105-108.

46. Depuev V.H., Pulinets S.A. Global variations of the topside equatorial ionosphere parameters for solar solstice high solar activity conditions // International Reference Ionosphere Workshop: Abstract notebook.-Sao Jose des Campos, 2001 a.-P.17.

47. Depuev V.H., Pulinets S.A. Spatial structure of F-region large-scale quasi-stationary irregularities // First Asia-Pacific Radio Science Conference: Abstracts.-Tokyo, 2001 b.-P.354. (PG5-18).

48. Depuev V.H., Pulinets S.A. Epstein function global topside profile modeling on the basis of Intercosmos-19 topside sounding data (Quiet conditions) // The IRI Task Force Activity-2000: Proceedings.-Trieste, 2001 C.-P.35-39.

49. Depuev V.H., Pulinets S.A., Radicella S.M. Epstein function topside profile modeling on the basis of Intercosmos-19 topside sounding data (Disturbed conditions) // The IRI Task Force Activity-2000: Proceedings.-Trieste, 2001 .-P.41-46.

50. Depuev V.H., Pulinets S.A. Modeling of topside ionosphere electron concentration global distribution by satellite sounding data utilization // 35th COSPAR Scientific Assembly: Abstracts.-Paris, 2004. (C4.2-0046-04).

51. Depuev V.H., Pulinets S.A. A global empirical model of the ionospheric topside electron density // Advances in Space Research.-2004.-V.34.-N.9.-P.2016-2020.

52. Depuev V.H., Pulinets S.A. Testing the accuracy of topside profile fittings with the Intercosmos-19 database // International Reference Ionosphere Workshop: Abstracts booklet.- Tortosa, 2005 a.-P.34.

53. Depuev V.H., Pulinets S.A. Checking the empirical model of topside vertical profile by Alouette and Cosmos 1809 satellites data during periods of low solar activity // The IRI Task Force Activity-2004: Proceedings.-Trieste, 2005 b.-P.80-85.

54. Depueva A.H., Benkova N.P. Spread F and sporadic E layer in the equatorial zone // Acta Geodetica, Geoph., Mont. Hung.-1987.-V.22.-N.1-2.-P.177-181.

55. Di Giovanni G., Radicella S.M. An analytical model of the electron density profile in the ionosphere // Advances in Space Research.-1990.-V.10.-N.il.-P.27-30.

56. Dudeney J.R. The accuracy of simple methods for determining the height of the maximum electron concentration of the F2-layer scaled ionosphere characteristics // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics.-1983.-V.45.-N.5.-P.629-640.

57. Dudeney J.R., Kressman R.I. Empirical models of the electron concentration of the ionosphere and their value for radio communication purposes // Radio Science.-1986.-V.21.-P.319-330.

58. Dvinskikh N.I. Expansion of ionospheric characteristics fields in empirical orthogonal functions // Advances in Space Research.-1988.-V.8.-N.4.-P. 179-187.

59. Fligel M.D., Besprozvannaya A.S., Benkova N.P., Osipov N.K., Johanning G., Wagner C.U. Response of the ionosphere to variations of the interplanetary medium parameter a case study // Gerlands Beitroge zur Geophysik.-1987.-V.96.-N 3/4.-P.341-351.

60. Fligel M.D. Large-scale irregularities of electron concentration in the southern magnetic anomaly area according to Intercosmos 19 satellite data // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics.-1992.-V.54.-N.2.-P.173-178.

61. Fox M.W. A simple, convenient formalism for electron density profiles //Radio Science.-1994.-V.29.-N.6.-P.1473-1491.

62. Fox M.W., McNamara L.F. Improved world-wide maps of monthly median foF2 // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics.-1988.-V.50.-N.12.-P. 1077-1086.

63. Hedin A.E. MSIS-86 Thermospheric Model // Journal of Geophysical Research.-1987.-V.92.-N.5.-P.4649-4662.

64. Hedin A.E., Biondi M.A., Burnside R.G., Hernandez G., Johnson R.M. Revised global model of thermospheric winds using satellite and ground-based observations // Journal of Geophysical Research.-1991.-V.96.-N.8.-P.7657-7688.

65. Hochegger G., Nava B., Radicella S., Leitinger R. A family of ionospheric models for different uses // Physics and Chemistry of the Earth.-2000.-V.25.-N.4.-P.307-310.

66. Jackson J.E. The reduction of topside ionograms to electron-density profiles //Proceedings IEEE.-1969 a.-V.57.-N.6.-P.960-976.

67. Jackson J.E. Comparisons between topside and ground-based soundings // Proceedings IEEE.-1969 b.-V.57.-N.6.-P.976-985.

68. Karpachev A.T., Deminova G.F., Pulinets S.A. Ionospheric changes in response to IMF variation // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics.-1995.-V.57.-N.12.-P. 1415-1432.

69. Kohnlein W. Electron density models of the ionosphere // Reviews of Geophysics and Space Physics.-1978.-V.16.-N.3-P.341-354.

70. Kohnlein W., Raitt W.J. ESRO 4: An electron density model of the F2 layer for quiet solar conditions // Space Research.-1977.-V. 17.-P.439-444.

71. Kutiev I., Stankov S.M., Marinov P. Analytical expression of C^-H* transition surface for use in IRI // Advances in Space Research.-1994.-V.14.-N.12.-P. 135-138.

72. Kutiev I.S., Marinov P.G., Watanabe S. Model of topside ionosphere scale height based on topside sounder data // Advances in Space Research.-2006.-V.37.-N.5.-P.943-950.

73. Leitinger R., Radiceila S., Nava B., Hochegger G., Hafner J, NeQuick-COSTprof-NeUoG-plas, a family of 3D electron densitymodels // COST251 Workshop: Proceedings.- Madeire, 1999.-P.75-89.

74. Leitinger R., Zhang M.-L., Radicella S. An improved bottomside for the ionospheric electron density model NeQuick // Annals of Geophysics.-2005.-V.48.-N.3.-P.525-534.

75. Leonard R.S., Barnes R.A. Observation of ionospheric disturbances following the Alaska earthquake // Journal of Geophysical Research.-1965.-V.70.-N.5.-P. 1250-1253.

76. Llewellyn S.K., Bent R. Documentation and description of Bent ionospheric model // Report AFCRL-TR-73-0657, Phillips Laboratory, Hanscom AFB, Massachusetts, 1973.

77. Marinov P., Kutiev I., Watanabe S. Empirical model of O^tT transition height based on topside sounder data // Advances in Space Research.-2004.-V.34.-N. 1 .-P.2021 -2025.

78. Matuura N., Kotaki M., Miyazaki S., Sagawa E., Iwamoto I. ISS-b experimental results on global distributions of ionospheric parameters and thunderstorm activity // Acta Astronautica.-1981.-V.8.-N.5-6.-P.527-548.

79. Mikhailov A.V., Leschinskaya T.Yu., Miro G., Depuev V.Kh. A comparison of Ne(h) model profiles with ground-based and topside sounder observations // Annali di Geofisica.-2000.-V.43.-N.l.-P.105-118.

80. Mozert de Gonzalez M., Radicella S.M. On characteristic point at the base of F2 layer in the ionosphere // Advances in Space Research.-1990.-V.10.-N.il.-P. 17-25.

81. Nava B., Radicella S.M., Depuev V., Pulinets S. The use of topside ionograms alone to model bottom and topside electron density and TEC // International Reference Ionosphere Workshop (IRI'99): Abstracts.-Lowell, 1999.-P.3A-9.

82. Nava B., Radicella S.M., Pulinets S., Depuev V. Modelling bottom and topside electron density and TEC with profile data from topside ionograms // Advances in Space Research.-2001.-V.27.-N.l.-P.31-34.

83. Oliver M.A., Webster R. Kriging: a method of interpolation for geographical information systems // International Journal of Geographical Information System.-1990.-V.4.-N.3.-P.313-332.

84. Pulinets S.A. Prospects of topside sounding // WITS handbook N.2. -Urbana, Illinois: SCOSTEP Publishing.-1989,-Chapter 3.-P.99-127.

85. Pulinets S.A., Radicella S., Depuev V.H., Zhang M.-L. Topside electron density modeling on the basis of vertical topside sounding data // 23rd EGS General Assembly: Abstracts.-Nice, 1998. / Annales Geophysicae.-1998.-V. 16.-Suppl.3 .-C897.

86. Pulinets S.A., Benson R.F. Radio-frequency sounders in space // Review of Radio Science, ed. by W. Ross Stone.-Oxford: Oxford University Press.- Chapter 28.-1999.-P.711-733.

87. Pulinets S., Radicella S., Danilkin N., Depuev V. Recent advances in topside profiles modeling // 33rd COSPAR Scientific Assembly: Abstracts.-Warsaw, 2000. (C4.1-0003).

88. Pulinets S.A., Depuev V.H., Karpachev A.T., Radicella S.M., Danilkin N.P. Recent advances in topside profile modeling // Advances in Space Research.-2002.-V.29.-N.6.-P.815-823.

89. Pulinets S.A., Legen'ka A.D., Gaivoronskaya T.V., Depuev V.H. Main phenomenological features of ionospheric precursors of strong earthquakes // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics.-2003.-V.65.-N. 16-18.-P. 1337-1347.

90. Pulinets S.A., Depuev V.H. Global scale ionospheric irregularities associated with thunderstorm activity // The IRI Task Force Activity-2002: Proceedings .-Trieste, 2003 a.-P .71-81.

91. Pulinets S.A., Hernandez-Pajares M., Depuev V.H. Equatorial anomaly variability as a function of the local time and the longitude. // The IRI Task Force Activity-2002: Proceedings .-Trieste, 2003 b.-P.159-166.

92. Pulinets S.A., Depuev V.H. Three dimensional reconstruction of the global longitude irregularities in the ionosphere and their model representation // The IRI Task Force Activity-2003: Proceedings.-Trieste, 2004 b.-P.97-105.

93. Pulinets S., Boyarchuk K. Ionospheric precursors of earthquakes // Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2004.

94. Pulinets S.A., Depuev V.H. Topside ionosphere modeling with Intercosmos-19 data // International Reference Ionosphere Workshop: Abstracts booklet.- Tortosa, 2005.-P.28.

95. Pulinets S., Deminova G., Pustovalova L., Depuev V. Ionosphere topside sounding database // International Reference Ionosphere Workshop: Abstracts.-Buenos Aires, 2006.-P.64.

96. Radicella S.M., Mozert de Gonzalez M. The calculation of the height of the characteristic point in the F1 layer // Advances in Space Research.-1991 .-V. 11 .-N. 10.-P.93-95.

97. Radicella S.M., Zhang M.-L. The improved DGR analytical model of electron density height profile and total electron content in the ionosphere //Annali di Geofisica.-1995.-V.38.-N.l.-P.35-41.

98. Rawer K. Replacement of the present sub-peak plasma density profile by unique expression // Advances in Space Research.-1982.-V.2.-N.10.-P.183-190.

99. Rawer K. Modelling of neutral and ionized atmospheres // Encyclopedia of Physics.-V.XLIX/7.-Berlin: Springer-Verlag, 1984.-P.223-533.

100. Rawer K. Synthesis of ionospheric electron-density profiles with Epstein functions // Advances in Space Research.-1988.-V.8.-N.4.-P. 191-199.

101. Rawer K., Bilitza D. Electron density profile description in the international reference ionosphere // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics.-1989.-V.51 .-N.9/10.-P.781 -790.

102. Reinisch B., Huang X. Deducing topside profiles and total electron content from bottomside ionograms // Advances in Space Research.-2001 .-V.27.-N. 1 .-P.23-30.

103. Row R.V. Evidence of long-period acoustic gravity waves launched into the F-region by Alaskan earthquake on March 28, 1964 // Journal of Geophysical Research.-l 966.-V.71 .-N. 1 .-P.343-345.

104. Rush C.M., PoKempner M., Anderson D.N., Perry J., Stewart F.G., Reasoner R. Maps of foF2 derived from observations and theoretical data // Radio Science.-1984.-V. 19.-N.4.-P. 1083-1097.

105. Rush C., Fox M., Bilitza D., Davies K., McNamara L., Stewart F., PoKempner M. Ionospheric mapping an update of foF2 coefficients // Telecommunication Journal.-1989.-V.56.-P.179-182.

106. Ruzhin Yu.Ya., Depueva A.Kh. Seismoprecursors in space as plasma and wave anomalies // Journal of Atmospheric Electricity.-1996.-V.16.-N.3.-P.271-288.

107. Stankov S.M., Jakowski N., Heise S., Muhtarov P., Kutiev I., Warnant R. A new method for reconstruction of the vertical electron density distribution in the upper ionosphere and plasmasphere // Journal of

108. Geophysical Research.-2003.-V.l08.-N.A5.-P.il64-1185, doi: 10. 1029 /2002JA009570.

109. Wrenn G.L. Time-weighted accumulations ap(x) and Kp(x) // Journal of Geophysical Research.-1987.-V.92.-N.A9.-P. 10125-10129.

110. Zhang M.-L., Radicella S., Kersley L., Pulinets S. Results of the modeling of the topside electron density profile using the Chapman and Epstein functions // The IRI Task Force Activity-1997: Proceedings.-Trieste, 1998.-P.81-88.