Динамика аномалии моря Уэдделла и главного ионосферного провала в Южном летнем полушарии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние аномалии моря Уэдделла на структуру ночной ионосферы в Южном летнем полушарии. Для этого использованы данные спутника CHAMP за январь 2003 г. при высокой солнечной активности и за январь 2008 г. при низкой солнечной активности. Данные относятся к интервалу местного времени 02-04 LT, когда происходит наиболее сильное увеличение электронной концентрации вследствие образования аномалии. На долготах 60-180° Е при высокой солнечной активности и 0-225° Е при низкой солнечной активности, где аномалия отсутствует, наблюдается главный ионосферный провал. Плазменный пик в ночной ионосфере, связанный с образованием аномалии моря Уэдделла, достигает 6 МГц при низкой и 10 МГц при высокой солнечной активности. Сильно развитый при высокой солнечной активности плазменный пик резко спадает к высоким широтам на экваториальной границе авроральных диффузных высыпаний, которая соответствует плазмопаузе. При слабо развитой аномалии становится заметным вклад диффузных высыпаний, поэтому плазменный пик расширяется к полюсу за счет этих высыпаний. Полярнее аномалии, на широтах аврорального овала, как правило, наблюдается высокоширотный провал. Экваториальнее аномалии часто образуется хорошо выраженный минимум электронной концентрации, который можно определить как субпровал. Показано, что в некоторых случаях субпровал связан с выносом ионосферной плазмы из летнего полушария в зимнее. Тогда в зимнем полушарии на сопряженных широтах образуется максимум концентрации. Субпровал гораздо чаще наблюдается при низкой солнечной активности, чем при высокой.

Об авторах

А. Т. Карпачев

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: karp@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

Список литературы

  1. Кринберг И.А., Тащилин А.В. Ионосфера и плазмосфера. М.: Наука, 189 с. 1984.
  2. Карпачев А.Т., Гасилов Н.А., Карпачев О.А. Морфология и причины аномалии моря Уэдделла // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 51. № 6. С. 828−840. 2011.
  3. Карпачев А.Т. Суточные и долготные вариации экваториальной аномалии для зимнего солнцестояния по данным ИСЗ Интеркосмос-19 // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 61. № 1. С. 20−34. 2021. https://doi.org/10.31857/S0016794021010065
  4. Карпачев А.Т. Особенности структуры зимней утренней ионосферы высоких и средних широт // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 63. № 6. С. 788–797. 2023. https://doi.org/10.31857/S0016794023600370
  5. Aa E., Zou S., Erickson P.J., Zhang S.-R., Liu S. Statistical analysis of the main ionospheric trough using Swarm in situ measurements // J. Geophys. Res. – Space. V. 125. № 3. ID e2019JA027583. 2020. https://doi.org/10.1029/2019JA027583
  6. Ahmed M., Sagalyn R.C., Wildman P.J.L., Burke W.J. Topside ionospheric trough morphology: occurrence frequency and diurnal, seasonal and altitude variations // J. Geophys. Res. – Space. V. 84. № 2. P. 489–498. 1979. https://doi.org/10.1029/JA084iA02p00489
  7. Bellchambers W.H., Piggott W.R. Ionospheric measurements made at Halley Bay // Nature. V. 182. № 4649. P. 1596–1597. 1958. https://doi.org/10.1038/1821596a0
  8. Burns A.G., Zeng Z., Wang W., Lei J., Solomon S.C., Richmond A.D., Killeen T.L., Kuo Y.-H. The behavior of the F2 peak ionosphere over the South Pacific at dusk during quiet summer conditions from COSMIC data // J. Geophys. Res. – Space. V. 113. № 12. ID A12305. 2008. https://doi.org/10.1029/2008JA013308
  9. Dudeney J.R., Piggott W.R. Antarctic ionospheric research / Upper Atmosphere Research in Antarctica / Antarctic Research Ser., 29. Eds. L.J. Lanzerotti, C.G. Park. Washington, DC: American Geophysical Union. P. 200–235. 1978. https://doi.org/10.1029/AR029p0200
  10. Grebowsky J.M., Tailor H.A., Lindsay J.M. Location and source of ionospheric high latitude troughs // Planet. Space Sci. V. 31. № 1. P. 99–105. 1983. https://doi.org/10.1016/0032-0633(83)90034-X
  11. He M., Liu L., Wan W., Ning B., Zhao B., Wen J., Yue X., Le H. A study of the Weddell Sea Anomaly observed by FORMOSAT-3/COSMIC // J. Geophys. Res. – Space. V. 114. № 12 ID A12309. 2009. https://doi.org/10.1029/2009JA014175
  12. Horvath I., Essex E.A. The Weddell Sea Anomaly observed with the TOPEX satellite data // J. Atmos. Sol. Terr. Phys. V. 65. № 6. P. 693–706. 2003. https://doi.org/10.1016/S1364-6826(03)00083-X.
  13. Horvath I. A total electron content space weather study of the nighttime Weddell Sea Anomaly of 1996/1997 southern summer with TOPEX/Poseidon radar altimetry // J. Geophys. Res. – Space. V. 111. № 12. ID A12317. 2006. https://doi.org/10.1029/2006JA011679
  14. Horvath I., Lovell B.C. Investigating the relationships among the South Atlantic Magnetic Anomaly, southern nighttime midlatitude trough, and nighttime Weddell Sea Anomaly during southern summer // J. Geophys. Res. – Space. V. 114. № 2. ID A02306. 2009. https://doi.org/10.1029/2008JA013719
  15. Jee G., Burns A.G, Kim Y.-H., Wang W. Seasonal and solar activity variations of the Weddell Sea Anomaly observed in the TOPEX total electron content measurements // J. Geophys. Res. – Space. V. 114. № 4. ID A04307. 2009. https://doi.org/10.1029/2008JA013801
  16. Karpachev A.T., Klimenko M.V., Klimenko V.V. Longitudinal variations of the ionospheric trough position // Adv. Space Res. V. 63. № 2. P. 950–966. 2019. https://doi.org/10.1016/j.asr.2018.09.038
  17. Klimenko M.V., Klimenko V.V., Karpachev A.T., Ratovsky K.G., Stepanov A.E. Spatial features of Weddell Sea and Yakutsk Anomalies in foF2 diurnal variations during high solar activity periods: Interkosmos-19 satellite and ground-based ionosonde observations, IRI reproduction and GSM TIP model simulation // Adv. Space Res. V. 55. № 8. P. 2020–2032. 2015. https://doi.org/10.1016/j.asr.2014.12.032
  18. Lee I.T., Wang W., Liu J.Y., Chen C.Y., Lin C.H. The ionospheric midlatitude trough observed by FORMOSAT-3/COSMIC during solar minimum // J. Geophys. Res. – Space. V. 116. № 6. ID A06311. 2011. https://doi.org/10.1029/2010JA015544
  19. Liu H., Thampi S.V., Yamamoto M. Phase reversal of the diurnal cycle in the midlatitude ionosphere // J. Geophys. Res. – Space. V. 115. № 1. ID A01305. 2010. https://doi.org/10.1029/2009JA014689
  20. Lin C.H., Liu J.Y., Cheng C.Z., Chen C.H., Liu C.H., Wang W., Burns A.G., Lei J. Three-dimensional ionospheric electron density structure of the Weddell Sea Anomaly // J. Geophys. Res. – Space. V. 114. № 2. ID A02312. 2009. https://doi.org/10.1029/2008JA013455
  21. Moffett R.J., Quegan S. The mid-latitude trough in the electron concentration of theionospheric F-layer: A review of observations and modeling // J. Atmos. Terr. Phys. V. 45. № 5. P. 315–343. 1983. https://doi.org/10.1016/S0021-9169(83)80038-5
  22. Muldrew D.B. F-layer ionization troughs deduced from Alouette data // J. Geophys. Res. V. 70. № 11. P. 2635–2650. 1965. https://doi.org/10.1029/JZ070i011p02635
  23. Nilsson H., Sergienko T.I., Ebihara Y., Yamauchi M. Quiet-time mid-latitude trough: influence of convection, field-aligned currents and proton precipitation // Ann. Geophys. V. 23. № 10. P. 3277–3288. 2005. https://doi.org/10.5194/angeo-23-3277-2005
  24. Penndorft R. The average ionospheric conditions over the Antarctic / Geomagnetism and Aeronomy: Studies in the Ionosphere, Geomagnetism and Atmospheric Radio Noise / Antarctic Research Ser., 4. Ed. A.H.Waynick. Washington, DC: American Geophysical Union. P. 1–45. 1965. https://doi.org/10.1029/AR004p0001
  25. Richards P.G., Meier R.R., Chen S., Dandenault P. Investigation of the causes of the longitudinal and solar cycle variation of the electron density in the Bering Sea and Weddell Sea anomalies // J. Geophys. Res. – Space. V. 123. № 9. P. 7825–7842. 2018. https://doi.org/10.1029/2018JA025413
  26. Rodger A.S., Moffett R.J, Quegan S. The role of ion drift in the formation of ionisation troughs in the mid-and high-latitude ionosphere – a review // J. Atmos. Terr. Phys. V. 54. № 1. P. 1–30. 1992. https://doi.org/10.1016/0021-9169(92)90082-V
  27. Rother M., Michaelis I. CH-ME-2-PLPT - CHAMP Electron density and temperature time series in low time resolution (Level 2). GFZ Data Services. 2019. https://doi.org/10.5880/GFZ.2.3.2019.007
  28. Vorobjev V.G., Yagodkina O.I., Katkalov Yu.V. Auroral Precipitation Model and its applications to ionospheric and magnetospheric studies // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. V. 102. P. 157–171. 2013. http://dx.doi.org/10.1016/j.jastp.2013.05.007
  29. Williams P.J.S., Jain A.R. Observations of the high latitude trough using EISCAT // J. Atmos. Terr. Phys. V. 48. № 5. P. 423–434. 1986. https://doi.org/10.1016/0021-9169(86)90119-4
  30. Yang N., Le H., Liu L., Zhang R. Statistical behavior of the longitudinal variations of the evening topside mid-latitude trough position in both northern and southern hemispheres // J. Geophys. Res. Space. V. 123. № 5. P. 3983–3997. 2018. https://doi.org/10.1029/2017JA025048

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025