Трехмерная ассимиляционная модель ионосферы: теоретические и прикладные аспекты

Представлена трехмерная ассимиляционная модель ионосферы, разработанная в ФГБУ ЦАО. На протяжении нескольких последних лет ведутся исследования, направленные на усовершенствование модели и ее применения для решения прикладных задач. Данная модель позволяет вычислять трехмерные распределения концентрации, температуры и скорости электронов и семи основных типов ионов. Даны результаты работы модели в режиме ассимиляции данных в режиме реального времени. Отличительной особенностью модели ионосферы ФБГУ «ЦАО» является система корректировки результатов решения физически-обоснованных уравнений с помощью оперативно поступающей экспериментальной информации. Помимо более точной оценки косвенно наблюдаемых ионосферных параметров (таких, как электронная концентрация), разработанная в ФГБУ «ЦАО» ассимиляционная модель ионосферы имеет возможность оценивать те характеристики плазмы, наблюдения для которых отсутствуют. Методика ансамблевой ассимиляции данных позволяет, решая обратную задачу, восстановить значения температур, используя в качестве измерений значения полного электронного содержания на станциях приема сигнала ГНСС (глобальных навигационных спутниковых систем). Приведены результаты по оценке точности модели на основе сравнений расчетов как косвенно наблюдаемых так и ненаблюдаемых параметров ионосферной плазмы с независимыми экспериментальными данными. Представлены основные применения данной ассимиляционной модели в прикладном аспекте.