Исследования связи перемещающихся ионосферных возмущений с нейтральным ветром по данным радаров когерентного рассеяния

Хотя по данным когерентных радаров системы SuperDarn можно определять только двумерный вектор фазовой скорости ПИВ, зато они работают непрерывно и позволяют получить представительную статистику параметров ПИВ для всех сезонов года. Данная работа посвящена статистическому анализу данных полученных восьмью когерентными радарами(пять североамериканских, два российских(Екатеринбургский и Магаданский) и южноамериканский). Сопоставление распределений количества ПИВ и средних скоростей ПИВ по азимутам и локальному времени с картиной скоростей ветра, рассчитанных по модели HWM14, показало, что большинство ПИВ соответствует гипотезе фильтрации ВГВ нейтральным ветром. Таким образом, можно утверждать, что основными источниками ПИВ являются ВГВ. Во время значительных стратосферных потеплений существенно изменяется азимутальное распределение ПИВ. Отклонение от среднего распределения хорошо коррелируют с возмущениями среднезональной скорости ветра на широте 60º и высотном уровне 10 гПа. Отклонение от среднего распределения по всей видимости связаны с изменением картины нейтрального ветра на высотах верхней термосферы. Предложен метод оценки нейтрального ветра по статистике наблюдений двумерных векторов фазовой скорости ВГВ. Метод основан на ветровой фильтрации ВГВ. Нейтральный ветер усиливает ВГВ, распространяющиеся против ветра, и ослабляет распространяющиеся по ветру. Следовательно, если большинство перемещающихся ионосферных возмущений ПИВ являются проявлениями ВГВ, то максимумы в распределении азимутов ПИВ по времени должны совпадать с направлениями, противоположными азимутам наиболее сильных и часто встречающихся в этот сезон и это время суток ветров. Проведено тестирование метода на данных восьми радаров SuperDARN. Параметры нейтрального ветра удовлетворительно согласуются с данными модели HWM14. Разница с моделью может объясняться перемещающимися ионосферными возмущениями, не связанными с ВГВ, или особенностями ветра, не описываемыми HWM14. Предложенный метод универсален и позволяет по статистике наблюдений двумерного вектора фазовой скорости ВГВ, полученных любым инструментом, оценивать зональную и меридиональную скорость нейтрального ветра. Существует большое количество данных, из которых можно получить двумерные вектора фазовой скорости ВГВ (в отличие от трёхмерного вектора фазовой скорости), в том числе карты полного электронного содержания. Следовательно, данный метод будет очень полезен при разработке и совершенствовании моделей нейтрального ветра. Также данный метод будет полезен в ситуациях, когда существенную роль играют факторы, не учитываемые в модели HWM14.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-05-00212 и при финансовой поддержке Минобрнауки России в части проведения наблюдений и обработки данных. Результаты получены с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Ангара» http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ и Уникальной научной установки «Иркутский радар некогерентного рассеяния» http://ckp-rf.ru/usu/77733/.