Разработка Python-пакета для FIRI-2018 – модели D-области неавроральной невозмущенной ионосферы

В работе представлено программное обеспечение с открытым исходным кодом pyFIRI – реализация модели FIRI-2018 (Friedrich et al., 2018), выполненная в виде пакета на языке программирования Python3. FIRI-2018 является развитием модели FIRI-2001 (Friedrich, Torkar, 2001), включенной в международную справочную модель ионосферы IRI (Bilitza, 2018). FIRI-2018 поставляется конечному пользователю в виде размещенного на сервисе figshare сопроводительного материала (файла MS Excel) к статье (Friedrich et al., 2018), в котором содержится набор вертикальных опорных профилей электронной концентрации D-области ионосферы Земли, упорядоченных по месяцу, номеру дня в году, зенитному углу Солнца, широте, значениям индекса F10.7.
Python-пакет pyFIRI реализует расчеты электронной концентрации для неавроральной невозмущенной D-области ионосферы Земли путем линейной интерполяции значений опорных профилей FIRI-2018. pyFIRI осуществляет расчеты для следующих диапазонов значений входных параметров: а) 1-365 для номера дня в году; б) 0-130 для зенитного угла Солнца (градусы); в) 0-60 для широты (градусы, Северное полушарие); г) 75-200 для индекса F10.7. Указанные ограничения на значения входных параметров обусловлены использованным при построении модели FIRI-2018 набором данных ракетных измерений. Для расчета вне диапазонов указанных значений входных параметров пользователь должен самостоятельно предусмотреть алгоритм экстраполяции с учетом вносимой этой экстраполяцией погрешности и ее приемлемости для задач пользователя. Для выполнения модельных расчетов в Южном полушарии может быть предложена следующая процедура экстраполяции: а) модельная дата сдвигается на 183 дня для учета различий сезонов в Северном и Южном полушариях; б) расчет производится для симметричной точки в Северном полушарии. Решение о приемлемости погрешностей, вносимых данной процедурой экстраполяции, оставляется на усмотрение пользователя. В случае високосного года для моделирования последнего дня года (366) можно предложить выполнить моделирование для одного из ближайших дней (365, 1), либо использовать полусумму результатов этих двух расчетов.
Пакет pyFIRI размещен в стандартном репозитории Python пакетов PYPI (Zolotov, 2021a), может быть установлен с использованием стандартного менеджера пакетов Python3 PIP/PIP3, исходный код опубликован в открытом репозитории на GitLab (Zolotov, 2021b) под свободной лицензией Apache2.0, разрешающей безвозмездное использование как в некоммерческих, так и коммерческих проектах.