Регулярные вариации ПЭС в среднеширотном и полярном регионах

Исследование отклика ионосферы на различные гелио- геофизические события требует детального анализа региональных особенностей спокойной ионосферы с целью их исключения при анализе нестационарных явлений, а также учета при построении моделей. Интерес при этом представляет морфологический анализ регулярных (существующих постоянно) вариаций ионосферы, таких как: годовые, сезонные, суточные и др. (Perevalova et al., 2010, Ратовский и др., 2015). В связи с этим целью настоящей работы является исследование динамики регулярных вариаций полного электронного содержания (ПЭС) в среднеширотном и полярном регионах за возможно больший временной отрезок. Разработанный алгоритм оценки «абсолютного» ПЭС по данным двухчастотных приемников GPS/ГЛОНАСС (Yasyukevich et al., 2015) позволил получить длительные ряды ПЭС (за период с 2002 по 2015 гг.) и провести их морфологический спектральный анализ. Динамика регулярных вариаций полного электронного содержания оценивалась на основе данных фазовых приемников GPS/ГЛОНАСС, расположенных в Иркутске и Норильске.
Показано, что в спектре ПЭС постоянно присутствуют вариации с периодами: 1, 1/2, 1/3 … и до 1/6 суток. Данные вариации присутствуют также в спектре электронной концентрации F2-слоя ионосферы (Золотухина и др., 2013, Zolotukhina et al., 2014). Также выделены гармоники с периодами 27 суток, 0.5, 1 и 3 года. В годы максимума солнечной активности амплитуда гармоник существенно выше, а число отчетливо выделяющихся гармоник больше, чем в период солнечного минимума.
Отмечено, что характер изменения интенсивности вариаций ПЭС в течение года в средне- и высокоширотном пунктах схожи. Однако, в Иркутске амплитуда рассматриваемых вариаций ПЭС выше, чем в Норильске. Максимальные значения амплитуды суточной гармоники регистрируются в периоды равноденствий, как правило – весеннего, а минимальные – в летние месяцы. При этом в Иркутске суточная гармоника имеет наибольшую амплитуду, а в Норильске амплитуда суточной вариации сопоставима с годовой. Максимум полусуточной гармоники приходится во все годы на период осеннего равноденствия. Величина амплитуды полусуточной гармоники составляет около 1/3 от амплитуды суточной в Иркутске и 1/2 в Норильске. Амплитуда 27-суточной вариации ПЭС в Иркутске ниже, чем в Норильске.
Сравнение динамики вариаций ПЭС с вариациями глобального электронного содержания (ГЭС, Afraimovich et al., 2008) с изменениями потока радиоизлучения Солнца F10.7 показало, что в целом, спектры ионосферных вариаций повторяют динамику F10.7. Показано, что относительная интенсивность 27-суточной гармоники в ионосферных вариациях ниже, чем в спектре F10.7. Отмечено также наличие суточной вариации в спектре ГЭС, что свидетельствует, по-видимому, о наличии глобальной долготной асимметрии ионосферы.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 16-35-60018.