Метод определения характеристик внутренних волн в нижней ионосфере Земли по данным анализа радиозатменных измерений

Спорадические E-слои представляют собой тонкие слои повышенной ионизации на высотах от 90 до 130 км в нижней ионосфере Земли. Рассмотрены распределения спорадических Е-слоев, полученных на основе обработки измерений мощности и эйконала радиозатменных сигналов в ионосфере Земли и зарегистрированных с помощью спутников CHAMP и COSMIC-1. Проанализированы типы Es-структур (дискретные и двойные слои), наблюдаемых в радиозатменных экспериментах, рассмотрены механизмы формирования спорадических Е-слоев (вертикальный сдвиг скорости ветра и высыпание частиц) в ионосфере высоких и средних широт планеты.

Распространение внутренней гравитационной волны (ВГВ) модулирует структуру изначально горизонтального спорадического Е-слоя, что приводит к наклону указанного слоя относительно плоскости локального горизонта. Представлен метод определения характеристик внутренних атмосферных волн, базирующийся на использовании наклонных спорадических Е-слоев ионосферы в качестве детектора. Метод основан на том, что внутренняя волна, распространяющаяся через изначально горизонтальный спорадический Е-слой, приводит к повороту плоскости ионизации слоя параллельно фазовому фронту волны. При восстановлении волновых характеристик используются дисперсионное уравнение и поляризационные соотношения для ВГВ, а также данные стандартной модели для оценки частоты плавучести (Брента-Вяйсяля) на высотах нижней ионосферы Земли. Найдено, что исследуемая внутренняя атмосферная волна имеет период ~30 минут и вертикальную фазовую скорость ~1 м/с. Разработанный метод позволяет исследовать взаимосвязи между мелкомасштабными ВГВ и спорадическими Е-слоями в ионосфере Земли и существенно расширяет возможности традиционного радиозатменного мониторинга атмосферы.