Ефекти сонячного затемнення 10 червня 2021 р. В іоносфері над Харковом: результати вертикального зондування

Анотація

Актуальність. Іоносферні ефекти сонячних затемнень (СЗ) вивчаються понад 100 років. Дослідження активізувалися в 1960–1970 рр., коли широко стали використовуватися ракетні та супутникові методи, мережа іонозондів, радари некогерентного розсіяння. Встановлено основні закономірності прояву СЗ в іоносфері: зменшення концентрації електронів, температур електронів, іонів і нейтралів, зміна динамічного режиму, генерація акустико-гравітаційних хвиль. Поряд із закономірностями, що повторюються, мають місце й особливості, властиві даному СЗ. З цієї причини вивчення ефектів кожного нового затемнення є актуальною задачею.

Мета цієї роботи – виклад результатів аналізу параметрів іонограм, зареєстрованих за допомогою цифрового іонозонда, розміщеного в Радіофізичній обсерваторії ХНУ імені В. Н. Каразіна.

Методи і методологія. Для спостереження за станом іоносфери використовувався несерійний цифровий іонозонд, розроблений у ХНУ імені В. Н. Каразіна. Розміщений в Радіофізичній обсерваторії ХНУ імені В. Н. Каразіна (49°38' пн. ш., 36°20' сх. д.). Методика обробки зводилася до наступного. Після побудови часових рядів для частот f_oF2 та f_min, а також діючої висоти відбиття, обчислювався тренд і різниця вихідного ряду та тренду. За значеннями f_oF2(t) визначалися концентрація електронів N(t) та її приріст ΔN(t). Для визначення спектрального складу проводився системний спектральний аналіз залежностей ΔN(t).

Результати. Виявлено максимальне зменшення концентрації електронів у максимумі шару F2 іоносфери на 3.7–3.8%. Це значення виявилося дуже близьким до розрахункового 3.5–3.8%. Встановлено, що час запізнювання спостереження мінімального значення концентрації електронів по відношенню до максимального значення фази затемнення становило 12.5 хв, що дуже близько до розрахункового часу 12.8 хв. За часом запізнювання оцінений коефіцієнт лінійної рекомбінації (1.3∙10^–3 с^–1) і швидкість іоноутворення (3.8–3.9)∙10⁸ м^–3∙с^–1. СЗ супроводжувалося генерацією квазіперіодичних коливань концентрації електронів і діючої висоти шару F2 з періодом 10–15 хв і амплітудами 1.7–4% та 9.1–11.4% відповідно. Протягом СЗ у 3–4 рази зменшився рівень флуктуацій мінімальної спостережуваної на іонограмах частоти. Крім того, мало місце зменшення усереднених значень  від 3 до 2.85 МГц (на 5%), що свідчило про зменшення поглинання радіохвилі та концентрації електронів у нижній іоносфері (висоти менше 100 км). За оцінками це зменшення склало близько 2% (з даних спостережень 2.2%).

Висновки. Часткове СЗ з дуже невеликими максимальними значеннями фази (0.112) та відносної площі покриття диска Сонця (4.4%) призвело до ряду спостережуваних за допомогою іонозонда ефектів в іоносфері.