В работе приведены результаты многолетних измерений температуры нейтральной компоненты на высотах 85–130 км, относящихся к нижней термосфере. В НИРФИ в 90-е годы прошлого века был предложен, а в дальнейшем развит и модифицирован способ определения температуры по высотной зависимости времени релаксации пробных радиосигналов, рассеянных искусственными периодическими неоднородностями (ИПН) ионосферной плазмы, создаваемыми при воздействии на нее мощным КВ радиоизлучением. Большинство измерений проведено на среднеширотном нагревном стенде СУРА (56,15 N;46,11 E).
В основе способа определения температуры лежит теоретически обоснованный и экспериментально подтвержденный факт, что релаксация ИПН в нижней термосфере обусловлена диффузионными процессами, а время их релаксации обратно пропорционально коэффициенту амбиполярной диффузии. Сформулированы критерии достоверного определения температуры, главными из которых являются изотермичность среды в пределах рассеивающего объема, отсутствие развитой атмосферной турбулентности и спорадических слоев ионизации (слоев Es), существенно влияющих на высотную зависимость времени релаксации ИПН. Важным является также равенство температур ионов и электронов температуре нейтралов, что в средних широтах выполняется до высоты 120-130 км. Температура определяется на стадии разрушения (релаксации) неоднородностей после окончания воздействия на ионосферу, то есть характеризует фоновую (невозмущенную) среду [1].
Нами получен большой объем данных о высотных профилях и временных вариациях температуры в разные сезоны года, в годы с разной солнечной активностью, во время ионосферных возмущений и солнечных затмений, в периоды захода и восхода Солнца [2-6]. На основе этих данных, полученных с усреднением за несколько минут и высотным разрешением порядка 1 км выявлена большая изменчивость температуры на высотах нижней термосферы в течение дня, обусловленная, в том числе, геомагнитной активностью. Существенным фактором, влияющим на высотно-временные изменения температуры с относительными вариациями от 5 % до 20 %, являются атмосферные волны. Значения температуры, полученные методом ИПН, в целом оказались меньше рассчитанных по атмосферным моделям, особенно на высотах ниже и вблизи 90 км.
В ряде наблюдений высотные профили температуры обладают двумя минимумами, один из которых находится на мезосферных высотах, что может свидетельствовать о двухуровневом характере мезопаузы. Определённый методом ИПН уровень турбопаузы, который является показателем нижней границы определения температуры, находится в диапазоне высот 90-110 км, варьируя под влиянием атмосферных волн. Изучалось влияние вертикального регулярного и турбулентного переноса на характер высотно-временных вариаций температуры.

Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ по проекту № 20-17-00050.
Проведение экспериментов по диагностике ионосферы методом ИПН на нагревном стенде СУРА в 2021-2022 гг. обеспечивалось Першиным А.В. в рамках базовой части Государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ по проекту № 0729-2020-0057.