Диагностика E- и F-областей ионосферы методом резонансного рассеяния от искусственных периодических неоднородностей плазмы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, доктор физико-математических наук Толмачева, Ариадна Викторовна

• Толмачева, Ариадна Викторовна
• доктор физико-математических наук
• 2000

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Толмачева, Ариадна Викторовна

Условные обозначения

Введение

ГЛАВА I. Новые методы диагностики ионосферной плазмы и атмосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей электронной концентрации

1.1 Способы наблюдения ИПН.

1.2 Регистрация ИПН.

ГЛАВА II. Искусственные периодические неоднородности в F-области ионосферы

2.1 Формирование ИПН в изотропной плазме.

2.2 Формирование ИПН в магнитоактивной плазме в квазигидродинамическом приближении.

2.3 Дисперсионное уравнение для ионно-звуковых волн в магнитоактивной столкновительной плазме.

ГЛАВА III. Диагностика F-области с помощью ИПН

3.1 Определение параметров ионосферной плазмы.

3.2 Результаты измерений.

3.3 Параметры ионосферной плазмы в области отражения мощной радиоволны.

3.4 Выводы.

ГЛАВА IV. Измерение профилей электронной концентрации в ионосфере

4.1 Частотный способ определения электронной концентрации с помощью ИПН.

4.2 Описание эксперимента 1990-1992 гг.

4.3 Результаты измерений электронной концентрации в регулярном Е-слое.

4.4 Измерение электронной концентрации в области межслоевой Е — F впадины.

4.5 Исследование динамических явлений в Е-области ионосферы

4.6 Обсуждение результатов.

4.7 Выводы.

ГЛАВА V. Измерения атмосферных параметров на высотах Е-слоя ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей

5.1 Результаты измерений температуры нейтральной атмосферы при ракетных запусках и с помощью ли даров

5.2 Описание метода измерений температуры и плотности в средней атмосфере с помощью искусственных периодических неоднородностей

5.3 Влияние природных факторов на точность измерений

5.4 Влияние нагрева ионосферы в поле мощной стоячей радиоволны на точность определения температуры.

5.5 Методика измерений времен релаксации ИПН.

5.6 Результаты определения атмосферных параметров с помощью ИПН.

5.7 Краткие выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Диагностика E- и F-областей ионосферы методом резонансного рассеяния от искусственных периодических неоднородностей плазмы»

Диссертация посвящена определению ионосферных и атмосферных параметров новыми методами измерений, основанными на формировании искусственных периодических неоднородностей (ИПН) плазмы в поле мощной стоячей радиоволны и их диагностики путем брэгговского рассеяния пробных импульсных сигналов.

Экспериментальное исследование влияния мощного радиоизлучения на ионосферу имеет длительную предысторию. Открытие в 1933 году явления кросс-модуляции голландским радиоинженером Теленджером и горьковским радиолюбителем Ф.А.Лбовым (люксембург-горьковский эффект) указало на возможность управления естественными процессами в ионосфере и положило начало нелинейным исследованиям в этой области. Определяющая роль в теоретическом объяснении нелинейных явлений, связанных с нагревом ионосферной плазмы мощным высокочастотным радиоизлучением, принадлежит В. Л. Гинзбургу, А. В. Гу~ ревичу и И. М. Виленскому [1-3]. В 1960 г. В. Л. Гинзбург и А. В. ГУ-ревич [2] теоретически рассмотрели задачу о нагреве ^-области ионосферы мощными радиоволнами, а последовательное изложение нелинейной теории распространения радиоволн в ионосфере дано в книге

A. В. ГУревича и А. Б. Шварцбурга, опубликованной в 1973 г. [4]. Эти теоретические исследования, в свою очередь, дали толчок созданию мощных нагревных стендов для модификации ионосферы. В НИРФИ строительство нагревных стендов происходило по инициативе Г. Г. Ге-тманцева при активном участии Н. А. Митякова, Е. А. Бенедиктова,

B. О. Рапопорта и Ю. В. Токарева. В 1973 г. был создан КВ-стенд "Ястреб" [11], в загородной лаборатории НИРФИ "Зименки", а в 1981 г. мощный стенд "Сура" (1981 г.). Стенд "Сура" принадлежит к числу уникальных установок России [5, 6] и на сегодняшний день является единственным в нашей стране действующим стендом для модификации ионосферы мощным радиоизлучением. В настоящее время эксперименты активно проводятся только на трех установках: низкоширотном стенде в Аресибо (Пуэрто-Рико), сред неширотном - "Сура" (Васильсурск) и высокоширотном — в Тромсе (Северная Норвегия).

В ходе экспериментов по модификации ионосферы было сделано несколько открытий, и получены результаты, давшие начало ряду новых научных направлений.

В 1973 г. открыто новое явление генерации низкочастотных электромагнитных волн ионосферными токами при воздействии на ионосферу модулированного радиоизлучения, получившее название "эффект Гетманцева" [7, 8].

Обнаружено возбуждение искусственной ионосферной турбулентности, то есть появление неоднородностей разных масштабов в области ионосферы под воздействием высокочастотного радиоизлучения обыкновенной поляризации [9-14].

Наблюдаемые эффекты стимулировали углубленное теоретическое изучение различного вида неустойчивостей в ионосферной плазме при воздействии на ионосферу мощным радиоизлучением (стрикционная и тепловая параметрические неустойчивости, самофокусировочная неустойчивость [15-19]). Важным для практики радиосвязи явилось изучение влияния искусственных возмущений ионосферы на распространение радиоволн различных диапазонов, исследование возможности захвата КВ-радиоволн в волновод между Е и^ слоями и их последующего распространения на большие расстояния [20-22], а также исследование распространения радиоволн через ионосферную линзу, возникающую при нагреве, и ее моделирование [23-25]. Исследования по модификации ионосферы мощным радиоизлучением породили обширную научную литературу (более тысячи статей, сборников и монографий). Изданы три библиографических указателя литературы [26-28].

В этом ряду достойное место занимают теоретические и экспериментальные исследования искусственных периодических неоднородно-стей (ИПН) ионосферной плазмы [29-109], которые привели к созданию группы новых оригинальных методов диагностики ионосферы и атмосферы на высотах от ~60км до точки отражения мощной радиоволны.

Возможность формирования в нижней ионосфере периодических не-однородностей под действием мощной стоячей радиоволны была первоначально предсказана теоретически. И. М. Виленский [29] предполагал, что при воздействии такой волны могут создаваться температурные неоднородности электронной компоненты плазмы, которые, в свою очередь, приведут к образованию неоднородностей частоты электронных соударений в нижней ионосфере. Затем в работе И. М. Виленского и В. В. Плоткина [30] было рассмотрено образование неоднородностей электронной концентрации вследствие зависимости эффективного коэффициента рекомбинации от температуры электронов. Се лига [31] высказал гипотезу о создании искусственных периодических неоднородностей плазмы при отражении мощной радиоволны от Е-области ионосферы, но он не исследовал конкретные механизмы их образования. Впервые ИПН были обнаружены в 1975 г. в экспериментах по модификации ионосферы мощным КВ радиоизлучением группой исследователей НИРФИ [32] (В. В. Беликович, Е. А. Бенедиктов, Г. Г. Гет-манцев, Ю. А. Игнатьев и Г. П. Комраков).

В настоящее время измерения с помощью ИПН уже дали новые важные сведения о строении ионосферы (измерения концентрации в межслоевой Е — Е впадине) и расширили наши знания об атмосферных параметрах.

Актуальность проблемы. Задача определения основных параметров верхней атмосферы и ионосферы и исследование динамических явлений в этой области является одной из актуальных проблем физики околоземного космического пространства. Она входит в несколько международных научных программ. В их числе -— программы "Космическая погода" и "STEP" (Solar-Terrestrial Physics). Эта задача, с одной стороны, примыкает к общей фундаментальной проблематике исследования физики атмосферы и ионосферы, с другой стороны, является важной составляющей прикладной проблемы радиосвязи в специальных условиях (собственно КВ-связь, навигация, спасательные службы).

Последние два десятилетия развивался ряд экспериментальных методов исследования этой области. К ним, в частности, относятся радары некогерентного рассеяния [110, 111], лидары [112, 113], MST и MU-радары [114, 115], измерение параметров с помощью аппаратуры, установленной на геофизических ракетах [110, 116], методы активного воздействия на атмосферу путем выброса различных веществ выше ~ 100км [117, 118].

Несмотря на значительный объем информации, полученный этими методами, до последнего времени остаются области, где сведений об ионосферных и атмосферных параметрах недостаточно для полного понимания и интерпретации некоторых процессов. Такой областью является межслоевая E — F впадина (долина) в высотном профиле электронной концентрации, форма и тонкая стрзчстура которой практически не исследованы. Эта область высот существенна в связи с растущим интересом к распространению радиоволн в волноводном ионосферном канале между Е и F-слоями. Процессы в этой части ионосферы важны также для понимания динамики верхней атмосферы, влияния на ионосферу атмосферных волн и переноса ими энергии из нижних слоев в верхние.

Измерения параметров верхней атмосферы: температуры и плотности между 90 и 120 км и их временных вариаций являются актуальными также и потому, что экспериментальных данных в этой области высот не хватает для построения достаточно полной модели атмосферы. Недостаток данных выше ~100км связан с особенностями существующих экспериментальных методов. Измерения параметров средней атмосферы с помощью ракет редки и нерегулярны, притом очень дороги. Лидары применимы лишь в ночные часы и не выше 100 км. Измерения с помощью радаров некогерентного рассеяния дали очень большую информацию об электронной и ионной температурах в ^-слое ионосферы. Но в Е-слое точность измерений температуры и электронной концентрации заметно снижается (см., например, [119]).

Таким образом разработка и введение в практику научных исследований новых методов измерений, базирующихся на использовании искусственных периодических неоднородностей ионосферной плазмы, являются целесообразными и своевременными. Уже в 1978 г. был предложен способ измерения электронной концентрации [34], основанный на этом принципе, а позднее проведены первые измерения [39, 64, 89, 94, 95, 98, 99].

Теоретические и экспериментальные исследования позволили понять основные физические процессы, приводящие к образованию ИПН. В области Е неоднородности создаются под действием избыточного давления электронной компоненты плазмы, нагретой в пучностях стоячей радиоволны, а их релаксация при выключении мощного передатчика происходит в процессе амбиполярной диффузии [36, 42]. Эти исследования привели к разработке способов определения температуры и плотности нейтральной атмосферы в высотном интервале 90-120 км [83, 84, 90-93, 97, 101]. В ^-области формирование ИПН происходит под влиянием стрикционной силы, а во время переходных процессов возбуждаются ионно-звуковые волны [33, 37, 38]. В диссертации приведены результаты решения задачи о формировании ИПН в замагниченной плазме [73, 74, 103], а также вывод и численное решение дисперсионного уравнения для ионного звука [75, 76] с учетом ионно-молекулярных соударений, исходя из кинетического уравнения, что позволило создать методику определения ионной и электронной температур в области Р [76-79]. Этот способ исследований был доведен до возможности практического использования в ионосферных исследованиях. В диссертации также представлены результаты измерений электронной концентрации в межслоевой впадине, температуры и плотности атмосферы на высотах Е'-слоя ионосферы.

Целью диссертационной работы является определение ионосферных и атмосферных параметров на высотах Е и .Р-областей ионосферы новыми методами измерений, основанными на формировании в поле мощной стоячей волны искусственных периодических неоднород-ностей ионосферной плазмы и резонансном рассеянии ими пробных радиоволн: теоретическое обоснование способа определения электронной Те и ионной Т{ температур и частоты соударений ионов с молекулами ь>гт в ^-области ионосферы и его практическая реализация; измерения ЛГ(/г)-профилей электронной концентрации в высотном интервале между 95 и 200 км, включая межслоевую Е — Р-впадину (долину), их анализ и интерпретация; исследование характеристик долины: ширины Ак и глубины Д]У/]\Г и ее тонкой структуры: дополнительных слоев внутри долины; определение температуры и плотности нейтральной атмосферы на высотах Е-стя ионосферы и исследование их временных вариаций.

Научная новизна работы определяется полученными оригинальными результатами, которые перечислены ниже.

1. Решена задача о формировании и релаксации искусственных периодических неоднородностей при включении и выключении поля мощной электромагнитной стоячей волны в магнитоактивной ионосферной плазме в квазигидродинамическом приближении. ИПН образуются в результате действия стрикционной силы и локального нагрева плазмы. Получены значения относительной электронной концентрации в неоднородностях под действием обыкновенной и необыкновенной волн. Учет постоянного магнитного поля приводит к ряду особенностей по сравнению с изотропным случаем. Амплитуда ИПН изменяется в зависимости от угла в между направлением магнитного поля и волновым вектором возмущающей волны. С ростом угла 9 вклад локального нагрева по отношению вкладу стрикционной силы увеличивается, а при переходе к поперечному распространению формирование ИПН происходит только под действием локального нагрева как в Е-, так и в .Р-области ионосферы. Выше уровня образование и релаксация ИПН тесно связаны с процессом ударного возбуждения быстро затухающих ионно-звуковых волн, уровень 1гкр возрастает с ростом угла в.

2. Впервые выведено дисперсионное уравнение и получено его численное решение для ионно-звуковых волн в магнитоактивной стол-кновительной плазме, что соответствует физическим условиям в .Р-области ионосферы. Показано, что частота ионного звука увеличивается, а декремент затухания уменьшается с ростом отношения электронной и ионной температур при заданном значении параметра 8 = ^гтЦкУтг): характеризующего потери энергии волны при соударениях ионов с молекулами. С ростом параметра 5 частота ионного звука уменьшается, а декремент затухания возрастает, при и 1т > кь^со-вО ионный звук не возбуждается.

3. Экспериментально реализован новый метод определения электронной и ионной температур и частоты ионно-молекулярных соударений в ^-области ионосферы путем ударного возбуждения искусственных периодических неоднородностей. Сопоставление теоретически рассчитанных значений частоты и декремента затухания Г с экспериментально измеренными периодом и временем затухания ионно-звуковых колебаний позволяет определять два параметра из трех: Те, Т{ и щт. Предложен способ определения всех трех параметров путем возбуждения в исследуемом объеме ионно-звуковых колебаний различных масштабов. Впервые проведены измерения Те, Т{ и с помощью стенда Сура в летний и зимний сезоны в 1983-1986 гг.

4. Впервые проведены систематические измерения электронной концентрации во впадине (долине) между Е и^ слоями. В осенний и зимний периоды измерены ее глубина АИ/Ы = (Nmax—Nmin)/Nmax и ширина Ак. Ширина долины лежит в интервале от 10 до 50 км и возрастает с ростом зенитного угла Солнца при уменьшении соэх в 2 раза ширина долины увеличивается в 1.5 раза. Расширение долины происходит, в первую очередь, за счет уменьшения электронной концентрации в нижней части Е- области ионосферы. Гнубина долины минимальна в полуденные часы и возрастает с ростом зенитного угла Солнца.

5. Впервые экспериментально изучена тонкая структура долины. Обнаружены дополнительные слои электронной концентрации внутри долины, наблюдающиеся в половине измеренных профилей. Они имеют следующие характеристики: время жизни — 15-60 минут (в среднем, полчаса), AN/N — 0.03-0.3 (наиболее часто > 0.1). Слои ниже 135 км контролируются высотой Солнца и связаны с динамикой регулярной Е-о б ласти. Впервые показано, что нижняя граница испытывает нерегулярные изменения, вследствие неоднородной структуры и расслоений Е'-области ионосферы.

6. В течение 1990-1992 гг. проведен цикл измерений температуры и плотности атмосферы на высотах Е-стя ионосферы новым методом. Впервые с 5-минутным разрешением получены временные изменения Т(£) и р(Ь) в дневные часы в течение 4-6 часов наблюдений и отмечены вариации этих параметров с периодами от 15-30 минут до 2-3 часов, связанные с распространением атмосферных волн.

Научная и практическая ценность. Полученные автором основные результаты являются новыми, они существенно расширяют имеющиеся сведения о строении ионосферы и дают основу для более глубокого понимания динамики атмосферы и ионосферы в высотном интервале между 90 и 200 км. Практическая значимость работы состоит в разработке и использовании нового метода измерения электронной и ионной температур, в изучении межслоевой Е — Е впадины в профиле электронной концентрации, в измерениях температуры и плотности нейтральной атмосферы.

Достоверность полученных результатов и выводов работы определяется теоретическим обоснованием новых методов измерений и их экспериментальной проверкой, использованием современных средств экспериментального изучения ионосферной плазмы, сопоставлением полученных экспериментальных данных с известными, повторяемостью результатов в серии экспериментов, достаточным и статистически достоверным набором экспериментальных данных, на основе которых сделаны выводы, и проведенным анализом погрешностей измерений.

На защиту выносятся следующие положения и результаты исследований:

1. Теоретическое обоснование нового метода определения ионосферных параметров с помощью искусственных периодических неод-нородностей электронной концентрации на высотах .F-области: учет постоянного магнитного поля при формировании ИПН в .F-области ионосферы; вывод и численное решение дисперсионного уравнения для ион-но-звуковых волн в магнитоактивной столкновительной плазме, что соответствует физическим условиям в .F-области ионосферы.

2. Практическая реализация метода определения ионосферных параметров в F-области ионосферы: разработка методики определения трех ионосферных параметров: электронной Те и ионной Т{ температур и частоты соударений ионов с молекулами щт путем ударного возбуждения в исследуемом объеме ионно-звуковых колебаний различных масштабов; результаты определения Те, Т{ и щт новым методом.

3. Экспериментальный цикл измерений профилей электронной концентрации в ионосфере, включая межслоевую Е — F впадину (долину), методом резонансного рассеяния и его результаты: экспериментальное исследование формы межслоевой впадины: ее ширины Ah и глубины AN/N] исследование тонкой структуры долины: характеристики дополнительных слоев электронной концентрации внутри долины; исследование зависимости электронной концентрации от зенитного угла Солнца на разных высотах.

4. Определение температуры и плотности нейтральной атмосферы на высотах .Е-слоя ионосферы по результатам измерений высотной зависимости времени релаксации ИПН: результаты измерений температуры и плотности нейтральной атмосферы в высотном интервале 100-110 км, их анализ и интерпретация, экспериментальное изучение временных вариаций температуры атмосферы.

Личный вклад автора. Большая часть необходимых теоретических исследований и расчетов выполнены лично автором. В тех немногих случаях, когда приводятся результаты расчетов, сделанные другими исследователями, в диссертации имеются соответствующие ссылки. Учитывая, что экспериментальные измерения с помощью на-гревных стендов, сложных диагностических установок со значительным объемом получаемых данных невозможно провести единолично, большинство работ автора по теме диссертации написано в авторских коллективах. Экспериментальные исследования 1990-1992 гг. проводились по инициативе Е.А.Бенедиктова в рамках НИР "Ариэль", посвященной исследованию динамических явлений в ионосферной плазме и высоких слоях атмосферы. Автор диссертации была руководителем указанной НИР. Организация и проведение эксперимента осуществлялась автором, измерения проводились при ее личном участии. Автором разработана методика обработки результатов измерений N(h)~ профилей электронной концентрации и высотной зависимости времени релаксации ИПН, создан алгоритм для пересчета действующих высот в истинные, проанализированы полученные результаты и сделаны основные выводы. Автором получены основные результаты о форме долины и ее тонкой структуре. Теоретически обоснован и практически реализован метод определения электронной, ионной температур и частоты соударений ионов с молекулами в F-области ионосферы, разработана методика определения атмосферных параметров по высотной зависимости времен релаксации ИПН, проанализированы результаты измерений, измерены вариации температуры и плотности нейтральной атмосферы с периодами от 15-30 м до нескольких часов.

Апробация результатов. Основные результаты докладывались и были представлены на XVI Всесоюзной конференции по распространению радиоволн (Харьков, 1990), XVII-XIX Всероссийских конференциях по распространению радиоволн (Ульяновск, 1993, Санкт-Петербург, 1996, Казань, 1999), на V Всесоюзном совещании по исследованию динамических процессов в верхней атмосфере Земли (1986), на межведомственном научно-техническом совещании "Статистические методы и системы обработки данных дистанционного зондирования окружающей среды" (Минск, 1989), на Международных симпозиумах URSI по модификации ионосферы мощным радиоизлучением (Суздаль, 1986, 1991, Uppsala, 1994, Суздаль/Москва, 1998), на Чэпменовской конференции Американского радио союза (AGU Chapman conference on the upper mesosphere and the lower thermosphere, 1992), на XXVth General Assembly of International union of radio science (Lille - France,

1996), на 8th Scientific Assembly of IAGA and STP Simposia (Uppsala,

1997), на XXIV EGS General Assembly (Hague, 1999).

Публикации. Автором опубликовано по теме диссертации 17 статей в следующих научных журналах: Изв. вузов. Радиофизика, Геомагнетизм аэрономия, Radio science, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Geophysical Monography 87. "The upper mesosphere and lower thermosphere: A review of experiment and theory". В соавторстве с В.В.Беликовичем, Е.А.Бенедиктовым и Н.В.Бахметьевой написана и издана монография "Исследование ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей", и - отдельно - препринт. Зарегистрированы 2 патента на изобретения РФ. Опубликованы также тезисы 16 докладов на различных конференциях. Всего автором по теме диссертации опубликовано 37 работ [73-109].

Структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, приложения и заключения. Общий объем 196 страниц, включая рисунки на 35 страницах, и библиографию из 168 наименований на 23 страницах.

Заключение диссертации по теме «Радиофизика», Толмачева, Ариадна Викторовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Теоретические и экспериментальные исследования параметров верхней атмосферы и динамических процессов в ионосфере представляют интерес для расчета оптимальных каналов радиосвязи и радионавигации в волноводе Земля-ионосфера и в ионосферном волноводе. Эти задачи предъявляют повышенные требования к измерениям и расчетам параметров среды.

В диссертации приведены результаты определения ионосферных и атмосферных параметров: Л^(/г)-профилей электронной концентрации, включая межслоевую Е — .Р-впадину, электронной и ионной температур и ионно-молекулярных соударений в ^-области ионосферы, температуры и плотности нейтральной атмосферы на высотах ^-слоя ионосферы новыми методов измерений, использующих искусственные периодические неоднородности плазмы.

Ниже сформулированы основные результаты.

1. Теоретически обоснован новый метод определения ионосферных параметров на высотах ^-области с помощью искусственных периодических неоднородностей электронной концентрации. Решена задача о формировании и релаксации искусственных периодических неоднородностей под действием мощного поля электромагнитной стоячей волны в магнитоактивной ионосферной плазме в квазигидродинамическом приближении. ИПН образуются в результате действия стрикционной понде-ромоторной силы, возникающей в поле высокочастотной волны, и локального нагрева плазмы. Получены значения относительной электронной концентрации в периодических неод-нородностях при воздействии обыкновенной и необыкновенной волн. Учет постоянного магнитного поля приводит к ряду особенностей по сравнению с изотропным случаем. Амплитуда ИПН изменяется в зависимости от угла в между направлением магнитного поля и волновым вектором возмущающей волны. С ростом угла 9 вклад локального нагрева по отношению к вкладу стрикционной силы увеличивается, а при переходе к поперечному распространению формирование ИПН происходит только под действием локального нагрева. Выше уровня ккр образование и релаксация ИПН тесно связаны с процессом ударного возбуждения быстро затухающих ионно-звуковых волн, уровень ккр возрастает с ростом угла 9. Впервые выведено дисперсионное уравнение и получено его численное решение для ионно-звуковых волн в магнитоактивной столкновительной плазме, что соответствует физическим условиям в Е-области ионосферы. Показано, что частота ионного звука увеличивается, а декремент затухания уменьшается с ростом отношения электронной и ионной температур Те/Т{ при заданном значении параметра 5 = щт/(курсов 9), характеризующего потери энергии волны при соударениях ионов с молекулами. При возрастании параметра « частота ионного звука уменьшается, а декремент затухания возрастает, при г/{т > кут{Соз9 ионный звук не воз буж дается. С ростом угла 9 между направлением магнитного поля и волновым вектором частота и декремент затухания уменьшаются, при 9 = 90° ионный звук не возбуждается.

2. Впервые экспериментально реализован новый метод определения электронной и ионной температур и частоты ионно-молекулярных соударений в Е-области ионосферы путем ударного возбуждения искусственных периодических неоднородностей.

Разработана методика расчета ионосферных параметров по экспериментально измеренными периоду и времени затухания возбуждающегося в процессе образовании ИПН ионного звука. Сопоставление теоретически рассчитанных значений частоты Q и декремента затухания Г с экспериментально измеренными периодом и временем затухания ионно-звуковых колебаний позволяет определять два из трех параметров: Те, Ti и i'im. Предложен способ определения трех параметров путем возбуждения в исследуемом объеме ионно-звуковых колебаний различных масштабов.

Впервые определены новым методом в летний и зимний сезоны 1983-1986 гг. Те, Ti и с помощью стенда Сура. Для летних периодов на высоте 200 км 760°iT < Те < 1200°^, 740°К < Ti < 1100°7*Г, отношение Te/T¿ ~ 1,1, а средняя величина Vim — 10,6. Зимой отношение Те/Т{ ~ 1,7-1,9,1000°if < Те < 1500üf°, 700°К < Т{ < 800°7Г, 7 < uim < 12 с"1.

3. Проведен в течение 1990-1992 гг. цикл измерений с помощью ИПН профилей электронной концентрации в ионосфере в области высот 95-200км, включая межслоевую Е — F-впадину (долину). Получены следующие результаты.

Впервые проведены систематические измерения электронной концентрации во впадине (долине) между Е и F слоями. Измерены ее глубина AN/N = (Nmax — Nmin)/Nmax и ширина Ah. Ширина долины лежит в интервале от 10 до 50 км и возрастает с ростом зенитного угла Солнца при уменьшении cos х в 2 раза ширина долины увеличивается в 1,5 раза. Расширение долины происходит, в первую очередь, за счет уменьшения электронной концентрации в нижней части F- области ионосферы. Глубина долины АN/N минимальна в полуденные часы и возрастает с ростом зенитного угла Солнца.

Впервые экспериментально изучена тонкая структура долины. Обнаружены дополнительные слои электронной концентрации внутри долины, наблюдающиеся в половине измеренных профилей. Они имеют следующие характеристики: время жизни — 15-60минут (в среднем, полчаса), AN/N — 0.03-0.3 (наиболее часто > 0.1). Слои ниже 135 км контролируются высотой Солнца и связаны с динамикой регулярной Е'-области. Впервые показано, что нижняя граница испытывает нерегулярные изменения, вследствие неоднородной структуры и расслоений ^-области ионосферы.

На основании большого массива экспериментальных данных проанализированы временные изменения электронной концентрации, контролируемые изменениями зенитного угла Солнца. Исследована зависимость значений электронной концентрации от зенитного угла Солнца \ на разных высотных уровнях ионосферы. Вблизи максимума Е слоя foE ос (cosx)n, где п ~ 0.18, то есть немногим меньше значения, предсказываемого теорией простого слоя. Получены также зависимости h(cos х) при постоянной концентрации ниже максимума Е слоя и в нижней части F слоя.

4. Впервые определены методом резонансного рассеяния температура и плотности нейтральной атмосферы на высотах Е-скоя ионосферы по измерениям высотной зависимости времении релаксации ИПН.

Отмечены значительные различия величин температуры в индивидуальных измерениях в высотном интервале 95-110 км. Показано, что они связаны как с геомагнитной, так и с волновой активностью. В спокойные дни осенне-зимнего сезона величина температуры в высотном интервале 102-106 км изменяется от 150°К утром до 175° в местный полдень и спадает в вечерние часы. В возмущенные дни наблюдается значительные вариации температуры в течение дня.

Впервые с 5-минутным разрешением получены временные изменения T(t) и p(t) в дневные часы. Часто наблюдаются временные вариации температуры с величинами AT/Т ~ ±(0.05-0.12) и периодами от 15-30 м до 2-3 часов, вызванные распространением внутренних гравитационных волн.

Представленные в диссертации исследования были выполнены в Научно-исследовательском радиофизическом институте, в основном, — в отделе физики ионосферы, возглавляемом Е. А. Бенедиктовым, которому автор выражает глубокую признательность за его внимание к работе, ценные советы и активную поддержку исследований.

Автор благодарит В. В. Беликовича за постоянную помощь в проведении экспериментов и плодотворные обсуждения проблем, Н. А. Ми-тякова и Г. П. Комракова — за представленную возможность использования нагревных стендов "Сура" и "Ястреб", а также своих соавторов: Н. В. Бахметьеву, В. Д. Вяхирева, Н. П. Гончарова и других коллег.

Автор считает своим долгом выразить благодарность Г. М. Жи-слину, Ю. К. Гольцовой и В. И. Петрухиной за программирование задач для расчетов на БЭСМ, Н. Н. Ильину и А. А. Понятову за создание компьютерной программы расчетов атмосферных и ионосферных параметров, О. А. Шейнер и JI. Р. Семеновой за содействие и помощь в

163 оформлении диссертации.

Успешному проведению исследований в последние годы способствовала финансовая поддержка Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) (гранты N0 93-05-9661, N0 95-05-15086, 96-05-65130 N0 97-05-64397, N0 99-05-64464, N0 00-05-64695) и Международного научного фонда (1994-1995 гг., гранты N0 ШУООО и N0 ШУЗОО).

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Толмачева, Ариадна Викторовна, 2000 год

1. ГУревич А. В. К вопросу о распространении сильных электромагнитных волн в плазме // Радиотехника и электроника. 1956. Т. 1. С. 706.

2. Гинзбург В. Д., ГУревич А. В. Нелинейные явления в плазме, находящейся в переменном электромагнитном поле // УФН. 1960. Т. 70. С. 201; 393.

3. Виленский И. М. О влиянии нелинейности среды на радиоволну, распространяющуюся в ионосфере // Доклады АН СССР. 1953. Т. 92. С. 525.

4. ГУревич А. В., Шварцбург А. Б. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере. — М.: Наука, 1973. 272 с.

5. Unique research facilities in Russia. Organisation for economic cooperation and development.— Paris: 1995. P. 165.

6. Белов И. Ф., Бычков В. В., Гетманцев Г. Г., Митяков Н. А., Пашкова Г. П. Экспериментальный комплекс "Сура" для исследования искусственных возмущений ионосферы. — Препринт N 167. Горький: НИРФИ. 1983.

7. Беляев П. П., Котик Д. С., Митяков Н. А., Поляков С. В., Рапопорт В. О., Трахтенгерц В. Ю. Генерация электромагнитныхсигналов комбинационных частот в ионосфере // Изв. вузов. Радиофизика. 1987. Т. 30. N 2. С. 248-267.

8. Ютло У., Коэн Р. Изменение ионосферы под действием мощных радиоволн // УФН. 1973. Т. 109. С. 371.

9. Thome G. D., Blood D. W. First observation of RF backscatter from field-aligned irragularities produced by ionispheric heating // Radio Sei. 1974. V. 9. P. 917.

10. Гетманцев Г. Г., Ерухимов JI. М., Митяков Н. А., Поляков С. В., Урядов В. П., Фролов В. Л. Ракурсное рассеяние коротковолновых радиосигналов на искусственных ионосферных неоднородностях // Изв. вузов. Радиофизика. 1976. Т. 19. С. 1909.

11. Митяков Н. А., Грач С. М., Митяков С. Н. Возмущение ионосферы мощными радиоволнами.— Москва.: ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Серия Геомагнетизм и высокие слои атмосферы. 1989. Т. 9. 138 с.

12. Беликович В. В., Зюзин В. А., Толмачева А. В. Обратное рассеяние коротких радиоволн искусственно возмущенной ионосферой // Изв. вузов, радиофизика. 1985. Т. 28. С. 579.

13. Насыров А. М. Рассеяние радиоволн анизотропными ионосферными неоднородностями. — Казань: Казанский университет. 1991. 149 с.

14. Fejer J. A., Leer Е. Exitation of parametric instsbilities by radio waves in the ionosphere // Radio Sei. 1972. V. 7. P. 481.

15. Литвак А. Г., Миронов В. А. Самовоздействие электромагнитных волн в плазме при тепловой модуляционной неустойчивости верхнегибридных колебаний // ЖЭТФ. 1980. Т. 78. С. 561.

16. Васьков В. В., ГУревич А. В. Самофокусировочная и резонансная неустойчивости в Е-области ионосферы. Веб.: Тепловые нелинейные явления в плазме.— Горький: ИПФ АН СССР. 1979. С. 81.

17. Грач С. М., Трахтенгерц В. Ю. О параметрическом возбуждении ионосферных неоднородностей, вытянутых вдоль магнитного поля // Изв. вузов. Радиофизика. 1975. Т. 18. С. 1288.

18. Васьков В. В., ГУревич А. В. Нелинейная резонансная неустойчивость плазмы в поле обыкновенной электромагнитной волны // ЖЭТФ. 1975. Т. 69. N 1. С. 176-178.

19. Ерухимов Л. М., Матюгин С. Н., Урядов В. П. К вопросу о распространении радиоволн в ионосферном волноводном канале // Изв. вузов. Радиофизика. 1975. Т. 18. N 9. С. 1297.

20. ГУревич А. В., Ерухимов Л. М., Ким В. В., Урядов В. П., Цеди-лина Е. Е. Влияние рассеяния на захват радиоволн в ионосферные волновые каналы // Изв. вузов. Радиофизика. 1975. Т. 18. N 9. С. 1305.

21. Урядов В. П. Диагностика естественной и модифицированной мощным радиоизлучением ионосферы методом наклонного зондирования. Диссертация на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук. — Нижний Новгород. 1994.

22. Бахметьева Н. В., Игнатьев Ю. А., Петрухина В. Н., Савельев С.Н. О моделировании крупномасштабной области возмущения, возникающей привер тика льном нагреве ионосферы полем мощных радиоволн // Геомагнетизм и аэрономия. 1982. Т. 22. С. 924.

23. Бахметьева И. В., Игнатьев Ю. А., Митихин Ю. А., Тамойкин В. В. Проявление линзовых свойств возмущенной области ионосферы в статистических характеристиках сигналов наклонного зондирования // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. Т. 26. N 6. С. 917-922.

24. Савинова Т. А., Федоров В. Т., Шаронова Г. М. Воздействие мощным радиоизлучением на ионосферную плазму (1925-1979. Библиографический указатель). — Горький.: НИРФИ. 1980. 100 с.

25. Савинова Т. А., Шаронова Г. М. Воздействие мощным радиоизлучением на ионосферную плазму (1983-1986. Библиографический указатель). — Горький.: НИРФИ. 1986. 51 с.

26. Савинова Т. А., Шаронова Г. М. Воздействие мощным радиоизлучением на ионосферную плазму (1986-1989. Библиографический указатель). — Горький.: НИРФИ. 1989. 59 с.

27. Виленский И. М. Об одном нелинейном эффекте при распространении радиоволн в ионосфере // Доклады АН СССР, 1970. Т. 191. N 5. С. 1041-1043.

28. Виленский И. М., Плоткин В. В. Об отражении мощных радиоволн от нижней ионосферы // Изв. вузов. Радиофизика. 1973. Т. 16. N 6. С. 886-891.

29. Seliga Т. N. Phenomena associated with very high power high frequency F-region modification below the critical frequency // J. Atmos. Terr. Phys. 1972. V. 34. No 10. P. 1827-1841.

30. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Гетманцев Г. Г., Игнатьев Ю. А., Комраков Г. П. О рассеянии радиоволн от искусственно возмущенной F-области ионосферы // Письма в ЖЭТФ. 1975. Т. 22. Вып. 10. С. 497-499.

31. Беликович В.В., Бенедиктов Е.А., Иткина М.А., Митяков H.A., Терина Г. И., Толмачева А. В., Шавин П. Б. Рассеяние радиоволн на периодических искусственных неоднородностях ионосферы // Изв. вузов. Радиофизика. 1977. Т. 20. N 12. С. 1821-1825.

32. Митяков Н. А. Тезисы докладов XII Всесоюзной конференции по распространению радиоволн Ч. 1. М.: Наука, 1978. С. 109.

33. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Терина Г. И. Об образовании квазипериодических неоднородностей в ионосфере // Изв. вузов. Радиофизика. 1978. Т. 21. N 10. С. 1418-1423.

34. Варшавский И. И. Влияние стрикционных и тепловых эффектов при возмущении плазмы мощной радиоволной // Геомагнетизм и аэрономия. 1978. Т. 18. N 6. С. 1022.

35. Борисов Н. Д., Варшавский И. И. Переходные процессы в ионосферной плазме, возникающие в поле мощной стоячей радиоволны // Геомагнетизм и аэрономия. 1979. Т. 19. N 5. С. 806.

36. Беликович В.В., Бенедиктов Е.А., 1Уляева Т.Д., Терина Г.И. Определение профиля электронной плотности по резонансному рассеянию радиоволн и ионограммам вертикального зондирования // Геомагнетизм и аэрономия. 1979. Т. 19. N 6. С. 1012-1015.

37. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Дмитриев С. А., Терина Г. И. Искусственные квазипериодические неоднородности плазмы в нижней ионосфере // Изв. вузов. Радиофизика. 1981. Т. 24. N 4. С. 504-506.

38. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Дмитриев С. А., Терина Г. И. Искусственные периодические неоднородности плазмы в нижней части D-области ионосферы // Изв. вузов. Радиофизика. 1981. Т. 24. N 7. С. 905-908.

39. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Дмитриев С. А., Терина Г. И. Обратное рассеяние радиоволн от искусственно возмущенной Е-области ионосферы //Изв. вузов. Радиофизика. 1981. Т. 24. N 5. С. 645-645.

40. Фрейман M. Е., Руда Л. Г. К теории температурной дифракционной решетки в нижней ионосфере // Геомагнетизм и аэрономия. 1982. Т. 22. N 4. С. 548-553.

41. Duncan L. M., Gordon W. E. Ionospheric modification by high power radio waves // J. Atmos. Terr. Phys. 1982. V. 44. No 12. P. 10091017.

42. Гершман Б. H., Рыжов Ю. A. О турбулентном расплывании искусственных периодических неоднородностей в нижней ионосфере // Изв. вузов. Радиофизика. 1983. Т. 26. N 10. С. 1210-1213.

43. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Мареев Е. А., Терина Г. И. Влияние движений ионосферной плазмы на процессы образования искусственных периодических неоднородностей // Изв. вузов. Радиофизика. 1983. Т. 26. N 5. С. 625-627.

44. Лапин В. Г., Тамойкин В. В. О влиянии искривления фазовых фронтов мощной и пробной волн на рассеяние от искусственной периодической решетки // Изв. вузов. Радиофизика. 1984. Т. 27. N 2. С. 154-162.

45. Fejer J. A., Djuth F. Т., Gonzales С. A. Bragg backscatter from plasma inhgomogeneities due to a powerful ionospherically reflected radio wave // J. Geophys. Res. 1984. V. 89. P. 9145-9147

46. Belikovich V. V., Benediktov E. A., Terina G. I. Diagnostics of the lower ionosphere by the method of resonance scattering of radio waves //J. Atmos. Terr. Phys. 1986. V. 48. No 11-12. P. 1247-1253.

47. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А. Влияние температуры на состояние плазмы в нижней части области D ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. Т. 26. N 5. С. 839-841.

48. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А. Искусственные периодические неоднородности в нижней части области D на заходе и восходе Солнца // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. Т. 26. N 5. С. 837839.

49. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А. О кратковременных вариациях параметров плазмы в нижней части D-области ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. Т. 26. N 4. С. 680-682.

50. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А. Исследование нижней части D-области ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей // Изв. вузов. Радиофизика. 1986. Т. 29. N 11. С. 1283-1296.

51. Беликович В. В., Разин С. В. Образование искусственных периодических неоднородностей в .D-области ионосферы с учетом процессов прилипания и рекомбинации // Изв. вузов. Радиофизика. 1986. Т. 29. N 3. С. 251-256.

52. Беликович В. В., Мареев Е. А. О рассеянии радиоволн на искусственных квазипериодических неоднородностях в ионосфере // Изв. вузов. Радиофизика. 1987. Т. 30. N 7. С. 852-856.

53. Виленский И. М., Израилева Н. П., Капельзон А. А., Плоткин В.В., Фрейман М.Е. Искусственные квазипериодические неоднородности в нижней ионосфере. Тр. ин-та геол. и геофиз. Вып. 685.— Новосибирск: Наука. 1987. 188 с.

54. Бенедиктов Е. А., Беликович В. В., Гончаров Н. П. Способ определения вертикальной составляющей скорости ветра в ионосфере. Патент Р.Ф. N 1253308 // Б.И. 1990. N 20. С. 275.

55. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Гончаров Н. П. Вертикальные движения в D и .Е-областях ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1991. Т. 31. N 2. С. 381-383.

56. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А. Способ определения времени рекомбинации электронов с ионами в jD-области ионосферы. А.С. N 1762290. от 15.05.1992. (приоритет от 19.03.1991).

57. Беликович В. В., Гончаров Н. П. Исследование D-области ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей // Геомагнетизм и аэрономия. 1994. Т. 34. N 6. С. 84-95.

58. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А. Влияние атмосферной турбулентности на релаксацию сигналов, рассеянных искусственными периодическими неоднородностями // Геомагнетизм и аэрономия. 1995. Т. 35. N 2. С. 91-99.

59. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Гончаров Н. П., Толмачева А. В. Диагностика ионосферы и атмосферы на высотах области Е с помощью искусственных периодических неоднородностей // Геомагнетизм и аэрономия, 1995. Т. 35. N 4. С. 64-81.

60. Terina G. I. Variations of the lower ionosphere parameters measured by the resonance scattering metod //J. Atmos. Terr. Phys. 1996. V. 58. No 6. P. 645-653.

61. Rietveld M. Т., Turunen E., Matveinen H., Goncharov N. P., Pollari P. Artificial periodic irregilarities in the auroral ionosphere // Ann. Geo-phys. 1996. No 14. P. 1437-1453.

62. Бахметьева Н. В., Беликович В. В., Коротина Г. С. Определение скоростей турбулентных движений в нижней ионосфере с помощью искусственных периодических неоднородностей // Геомагнетизм и аэрономия. 1996. Т. 36. N 5. С. 180-183.

63. Беликович В. В., Вяхирев В. Д. Фазовый метод определения электронной концентрации при помощи искусственных периодических неоднородностей // Геомагнетизм и аэрономия. 1997. Т. 37. N 1. С. 180-183.

64. Djuth F. Т., Groves К. М., Elder J. И., Shinn Е. R., Quinn J. М., Villasenor J., Wong A. Y. Measurements of artifical periodic inhomo-geneities at HIPAS Observatory //J. Geophys. Res. 1997. V. 102. No All. P. 24,023-24,035.

65. Беликович В. В., Бахметьева Н. В., Бубукина В. Н., Караштин А. А. Толмачева А. В. Исследование нижней ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей // Изв. вузов. Радиофизика. 1998. Т. 41. N 9. С. 1077-1085.

66. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Толмачева А. В., Бахметьева Н. В. Исследование ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей. — Нижний Новгород.: ИПФ РАН. 1999. 155 с.

67. Толмачева А. В. Образование искусственных периодических неоднородностей в магнитоактивной ионосферной плазме // Изв. вузов. Радиофизика. 1980. Т. 23. N 3. С. 278-286.

68. Толмачева А. В. К вопросу о затухании ионно-звуковых волн в .F-o б ласти ионосферы // Изв. вузов. Радиофизика. 1980. Т. 23. N 4. С. 499-502.

69. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Гольцова Ю.'К., Жислин Г. М., Комраков Г. П., Толмачева А. В. Определение ионосферных параметров в .F-области методом резонансного рассеяния // Изв. вузов. Радиофизика. 1986. Т. 29. N 2. С. 131-138.

70. Бенедиктов Е. А., Беликович В. В., Толмачева А. В. Определение вариаций температуры и плотности в F-области ионосферы методом резонансного рассеяния // Исследование динамических процессов в верхней атмосфере. М.: Гидрометиздат, 1988. С. 125-127.

71. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Толмачева А. В. Диагностика параметров ионосферной плазмы в F-области методом резонансного рассеяния на искусственных периодических неоднородностях // Геомагнетизм и аэрономия. 1989. Т. 29. N 2. С. 270-274.

72. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Толмачева А. В. Способ определения температуры атмосферы на высотах .Е-слоя ионосферы. Патент РФ N 1732309 от 16.03.1993 (приоритет от 28.02.90).

73. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Толмачева А. В. Способ определения плотности атмосферы на высотах Е-скоя ионосферы. Патент РФ N 1732310 от 16.03.1993 (приоритет от 28.02.90).

74. Belikovich V. V., Benediktov E. A., Tolmacheva A. V. Measurements of the atmospheric temperatures and densities in the ^-region of theionosphere // AGU Chapman conference on the upper mesosphere and the lower thermosphere. 1992. Abstracts. P. 46.

75. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Толмачева А. В. Измерения температуры и плотности атмосферы в 1?-области ионосферы // XVII Всероссийская конференция по распространению радиоволн. Тезисы докладов. Ульяновск. 1993. Секции 6,7,8. С. 20.

76. Бенедиктов Е. А., Беликович В. В., Гребнев Ю. Н., Толмачева А. В. Определение температуры и плотности атмосферы на высотах Е-слоя ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1993. Т. 33. N 5. С. 170-174.

77. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Толмачева А. В. Методика определения высотной зависимости атмосферной температуры с помощью искусственных периодических неоднородностей ионосферной плазмы // Геомагнетизм и аэрономия. 1994. Т. 34. N 1. С. 141-143.

78. Бенедиктов Е. А., Вяхирев В. Д.,Толмачева А. В. Результаты измерений электронной концентрации в Е-области ионосферы в период 1990-1992 гг. // Геомагнетизм и аэрономия. 1997. Т. 37. N 5. С. 79-87.

79. Belikovich V. V., Benediktov Е. A., Goncharov N. P., Tolmache-va А. V. Diagnostics of the ionosphere and neutral atmosphere at E-region heights using artificial periodic inhomogeneities //J. Atmos. Sol. Terr. Phys. 1997. V. 59. No 18. P. 2447-2460.

80. Benediktov E. A., Belikovich V. V., Tolmacheva A. V. Atmospheric temperature and density measurements using API at the ^-region heights in 1990-1992 // 8th Scientific Assembly of IAGA with ICMA and STP Simposia. Uppsala-Sweden.: IAGA. 1997. P. 138.

81. Толмачева А. В. Образование искусственных периодических не-однородностей ионосферной плазмы и диагностика F-области ионосферы // Препринт N 433. Нижний Новгород, НИРФИ. 1997. 63 с.

82. Бенедиктов Е. А., Беликович В. В., Толмачева А. В. Некоторые результаты измерений температуры и плотности атмосферы вышетурбопаузы с помощью искусственных периодических неоднород-ностей // Изв. вузов. Радиофизика. 1997. Т. 40. N 3. С.308-321.

83. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Толмачева А. В. Вариации температуры и плотности атмосферы на высотах Е-слоя ионосферы // XIX Всероссийская конференция по распространению радиоволн. Тезисы докладов. Казань. 1999. С. 139-140.

84. Benediktov Е. A., Belikovich V. V., Bakhmet'eva N. V., Tolmacheva А. V. Dynamics of the interlayer valley by the measurements using artificial periodic inhomogeneities // XXIV EGS General Assembly. The Hague. 1999. Abstracts.

85. Брюнелли Б. E., Намгаладзе А. А. Физика ионосферы.— Москва.: Наука, 1988. 527 с.

86. Buonosanto M. J. Comparison of incoherent scatter observation of electron density, and electron and ion temperature at Millstone Hill with the International Reference Ionosphere //J. Atmos. Terr. Phys. 1989. V. 51. No 5, P. 441-468.

87. Gipson A. J., Thomas L., Bhattacharyya S. K. // Nature. 1979. V. 281. P. 131.

88. Jenkins D. В., Wareing D. P., Thomas L., Vaughan G. Upper stratospheric and mesospheric temperatures derived from lidar observations at Aberystwyth //J. Atmosph. Terr. Phys. 1987. V. 49. No. 3. Pp. 287-298.

89. Rottger J. MST radar technique // Middle Atmosphere Program, Handbook for MAP (Ed. R.A.Vincent) 1984. V. 13. Pp. 187-232.

90. Fukao S., Tsuda Т., Sato Т., Kato S., Wakasugi K., Makihira T. The MU radar with an active phased array systen, 1-2 // Radio Sci. 1985. V. 20. P. 1155, 1169.

91. Lubken F. J., U. von Zahn, Manson A., C. Meek, U.-P. Hoppe,

92. F. J. Schmidlin, J. Stegman, D. P. Murtagh, R. Ruster, G. Schmidt, H.-U. Widdel, P. Espy. Mean state densities, temperatures and winds during the MAC/SINE and MAC/EPSILON Campaign // J. Atmos. Terr. Phys. 1990. V. 52. No 10/11. P. 955-970.

93. Казимировский Э. С., Кокоуров В. Д. Движения в ионосфере. — Новосибирск.: Наука. Сибирское отделение. 1979. 343 с.

94. Филипп Н.Д., Блаунштейн Н.Ш., Ерухимов Л.М., Иванов В.А., Урядов В.П. Современные методы исследования динамических процессов в ионосфере. — Кишинев.: Штиинца. 1991. 287 с.

95. Закорин А. А., Черняев С. В. Аналитическое определение статистических погрешностей оценок температур ионосферы // Вестник Харьковского политехнического института. 1987. N 248. Вып. 5. С. 34-37.

96. Альперт Я. JI. Распространение радиоволн и ионосфера. — М.: Наука. 1973. 563 с.

97. Н. Kurzava, U. von Zahn. Sodium densite and atmospheric temperatures in the mesopause region in the holar summer //J. Atmos. Terr. Phys. 1990. V. 52. No 10/11. P. 981-993.

98. Матвеев A. H. Оптика. — M.: Высшая школа. 1985. 351 с.

99. Гершман Б.Н. Динамика ионосферной плазмы. — М.: Наука. 1974. 256 с.

100. ГУревич А. В., Питаевский Л. П. Письма в ЖЭТФ. 1963. Т. 45. Вып. 4 (10).

101. Гинзбург В. Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. — М.: Наука. 1967. 683 с.

102. Михайловский А. В. Теория плазменных неустойчивостей. Т. 1.— М.: Атомиздат. 1975.

103. Гершман Б. Н., Игнатьев Ю. А., Каменецкая Г. X. Механизмы образования ионосферного спорадического слоя на различных широтах. — М.: Наука. 1976. 108 с.

104. Bhatnagar P. L., Gross E.P., Krook M. Phys. Rev., 1954, V. 94, No 3.

105. Barnard A. J., Gulicia K. Can. J. Phys. 1980. V. 58. No 4. P. 565.

106. Roble R. G., Stewart A. I., Torr M. R., Rusch D. W., Wand R. H. J. Atmos. Terr. Phys. 1978. V. 40. No 1. P. 21.

107. Таран В. И. Ионосферные исследования, 1979. N 27. С. 21.

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

109. R. W. Schunk, Andrew F. Nagy. Electron temperatures in the F region of the ionosphere: Theory and observations // Reviews of geophysics and space physics. 1978. V. 16. No 3. Pp. 355-399.

110. Ионосфера Земли. Модель глобального распределения концентрации, температуры и эффективной частоты соударений. — ГОСТ 25645.146-89.

111. Chapman S. Proc. Phys. Soc. 1931. V. 43. P. 26.

112. Иванов-Холодный Г. С., Никольский Г. М. Солнце и ионосфера. — М.: Наука. 1969. 455 с.

113. Ратклифф Дж. Введение в физику ионосферы и магнитосферы. — Москва.: Мир. 1975. 299 с.

114. Антонова JI. А., Иванов-Холодный Г. С., Чертопруд В. Е. Особенности поведения ионосферы при зенитных углах Солнца, близких к 60° // Геомагнетизм и аэрономия. 1996. Т. 36. N 1. С. 157-160.

115. Беликович В. В, Бенедиктов Е. А., Вяхирев В. Д., Лернер А. М. Эмпирическая модель распределения электронной концентрациисреднеширотной Х)-области ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1992. Т. 32. N 6. С. 554-561.

116. Mahajan К. К., Pandey V. К., Goel М. К. et. al. Incoherent scatter measurements of E — F valley and comparisons with theoretical and empirical models // Adv. Space Res. 1994. V. 14. No. 12. P. 75.

117. Руководство по интерпретации и обработке ионограмм. Перевод с англ. под ред. Н.В.Медниковой. — М.: Наука. 1969. 155 с.

118. Шарадзе 3. С. Вертикально перемещающиеся возмущенности и нижние слои ионосферы // Ионосферные исследования. 1969.1. N 17. С. 201.

119. Киквилашвили Г. Б., Мосашвили Г. М., Шарадзе 3. С. Пространственно-временная структура волновых возмущений ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1980. Т. 20. N. 2. С. 335.

120. Шарадзе 3. С. Явления в ионосфере средних широт, связанные с атмосферными волнами. Диссертация на соискание ученой степени доктора ф.-м. наук.— Тбилиси. 1990. 475 с.

121. Гершман Б. Н., Григорьев Г. И. Перемещающиеся ионосферные возмущения и их связь с ионосферными волнами // Ионосферные исследования.1978. N 25. С. 5-15.

122. Данилов А. Д., Власов М. Н. Фотохимия ионизованных и возбужденных частиц в нижней ионосфере. — JL: Гидр омет еоиз дат, 1973. 190 с.

123. Хайнс К. О. Атмосферные гравитационные волны // В кн. Термо-сферная циркуляция (под ред. У.Уэбба). — М.:Мир. 1975. С. 85.

124. Hines С. О. An effect of moleqular dissipation in upper atmospheric gravity waves //J. Atmos. Terr. Phys. 1968. V. 30. N 5. Pp. 845-849.

125. Hines С. O. An effect of ohmic losses in upper atmospheric gravity waves //J. Atmos. Terr. Phys. 1968. V. 30. N 5. Pp. 851-856.

126. Hocking W. K. Dynamical coupling processes between the middle atmosphere and lower ionosphere //J. Atmos. Terr. Phys. 1996. V. 58. N 6. Pp. 735-752.

127. Физика верхней атмосферы / Под ред. Ратклиффа Дж. А.— М.: Физматгиз. 1963. 504 с.

128. Григоренко Е. П., Гринченко С. В., Ващенко В. П., Дрибноход Е. В. Некоторые результаты иследования ионосферы в период весеннего равноденствия 1982 — 1986 гг.// Вестник Харьковского политехнического института. 1987. N 248. Вып. 5. С. 3-7.

129. Гивишвили Г. В., Лещенко Л. Н. Динамика климатического тренда среднеширотной области Е ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1995. Т. 35. N 3. С. 166-174.

130. Гивишвили Г. В., Лещенко Л. Н. Долговременные вариации температуры среднеширотной нижней термосферы // Докл. АН. 1999. Т. 368. С. 682-684.156. 156 Neuber R., von der Gathen P., von Zahn U. // J. Geophys. Res. 1988. V. 93. No All. P. 11093.

131. Беликович В. В., Вяхирев В. Д., Гончаров Н. П. Ежов А.П., Кун-тенкова Н. В., Ковалев В. Я., Марченко С. Ф., Рубцов Л. Н. Диагностический комплекс на стенде "Гиссар" // Геомагнетизм и аэрономия. 1996. Т. 36. N 4. С. 135-141.

132. Salah J. E. Daily oscillations of the midlatitude thermosphere studies by incoherent scatter at Millstone Hill //J. Atmos. Terr. Phys. 1974. V. 36. No 11. P. 1891.

133. Fla T. S., Kirkwood S., Schiegel K. Collision frequency measurements in the high-Latitude E Region with EISCAT // Radio Sci. 1985. No 20. P. 785.

134. C. A. Tepley and J. D. Mathews. Preliminary Measurements of IonNeutral Collision Frequencies and Mean Temperatures in the Arecibo 80- to 100-km Altitude Region // J. Geophys. Res. 1978. V. 83, N A7, P. 3299.

135. A. Huuskonen, T. Nygren, L. Jalonen et al. High resolution EISCAT observations of the ion-neutral collision frequency in the lower E-region //J. Atmos. Terr. Phys. 1986 V. 48. P. 837.

136. Kirkwood S. Seasonal and tidal variations of neutral temperatures and densities in the hegh latitude lower thermosphere measured by EISCAT // J. Atmos. Terr. Phys. 1986. V. 9. No 9. P. 817.

137. W. Kofman, C. Lathuillere and B. Pibaret. Neutral atmosphere studies in the altitude range 90 — 110 km using EISCAT //J. Atmos. Terr. Phys. 1986. V. 48. P. 837.

138. Banks P. M., Kockarts G. Aeronomy. Hart A.— Academic, 1972. V. 39. P. 73.

139. Хргиан A. X. Физика атмосферы.— M.: Изд-во МГУ. 1986. 328 с.

140. Бенедиктов Е. А., Толмачева А. В. Определение электронной температуры вблизи максимума F-слоя ионосферы по измерениям поглощения радиоволн методом А2 // Изв.вузов. Радиофизика. 1975. Т. 18. N 2. С. 200-206.196

141. Беликович В. В., Бенедиктов Е. А., Толмачева А. В. Поглощение радиоволн в ионосфере умеренных широт в течение цикла солнечной активности // Геомагнетизм и аэрономия. 1975. Т. 15. N 2. С. 252-254.

142. Беликович В. В. Аппроксимация экспериментальных данных экс-понентой // Изв. вузов. Радиофизика. 1993. Т. 36. N 12. С. 11051112.