НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ МОДЕЛИ IRI-2012 ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ИОНОГРАММ ВЕРТИКАЛЬНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
Читать статью полностью
Аннотация
Исследуется возможность применения глобальной эмпирической модели IRI-2012 для полуавтоматической обработки данных вертикального зондирования ионосферы. Проведено сопоставление данных вертикального зондирования на станции СПбФ ИЗМИРАН в Воейково за февраль 2013 г. с результатами расчетов по модели IRI-2012 для основных ионосферных характеристик. В обработку вошло 2688 модельных значений параметров f0F2 , f0E , hmF2, hmE и 1866 реальных значений. По ионограммам определялись критические частоты (f0E, f0F2) и высоты максимумов (hmF2, hmE) слоев E и F2. По измеренным частотам и высотам с использованием модели IRI-2012 восстанавливались вертикальные профили электронной концентрации. Расчет проводился также по модели без включения реальных данных вертикального зондирования. По данным вертикального зондирования и модельным значениям были рассчитаны среднемесячные значения и стандартные отклонения (σ) для параметров f0F2, f0E, hmF2, hmE для каждого часа суток. Определены условия применимости модели для автоматизированной обработки ионограмм субавроральной ионосферы. Модель IRI-2012 на этапе первоначальной обработки субавроральной ионограммы может быть применена в дневные часы при невозмущенных условиях и отсутствии спорадической ионизации. При этом модельные отклонения могут быть скорректированы по ближайшим по времени реальным данным. Модельные данные для f0E (в дневные часы) и fmF2 могут быть применены для сокращения вычислительных затрат в системах автоматического поиска параметров по ионограммам и для предварительного определения диапазонов поиска основных определяемых параметров на основе расчета по модели IRI-2012. В отсутствии отдельных реальных значений модель IRI-2012 может быть применена для более точной аппроксимации рядов реальных данных. В условиях спорадической ионизации необходимо применять модели высокоширотной ионосферы, включающие блок корпускулярного ионообразования.
Список литературы
1. Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г. Проектирование и технологическая подготовка сетей станций вертикального зондирования ионосферы // Научно-технический вестник информационных техноло- гий, механики и оптики. 2013. № 3 (85). С. 61–66.
2. Schunk R.W., Soika J.J. Ionospheric models // Modern Ionospheric Science / Eds H. Kohl, R. Rüster, K. Schlegel. Katlenburg-Lindau, Germany: European Geophysical Society, 1996. P. 181–215.
3. Namgaladze A.A., Korenkov Yu.N., Klimenko V.V., Karpov I.V., Bessarab F.S., Surotkin V.A., Glushchenko T.A., Naumova N.M. Global model of the thermosphere-ionosphere-protonosphere system // Pure and Applied Geophysics. 1988. V. 127. N 2–3. P. 219–254.
4. Namgaladze A.A., Namgaladze A.N., Yurik R.Yu. Global modeling of the quiet and disturbed upper atmosphere // Physics and Chemistry of the Earth. 2000. V. 25. N 5–6. P. 533–536.
5. Namgaladze A.N., Evstafiev O.V., Khudukon B.Z., Namgaladze A.A. Model interpretation of the ionospheric F-region electron density structures observed by ground-based satellite tomography at sub-auroral and auroral latitudes in Russia in January-May 1999 // Annales Geophysicae. 2003. V. 21. N 4. P. 1005–1016.
6. Mingalev O.V., Mingaleva G.I., Melnik M.N., Mingalev V.S. Numerical Simulation of the Time Evolution of Small-Scale Irregularities in the F-Layer Ionospheric Plasma // International Journal of Geophysics. 2011. V. 2011. P. 353640-1–353640-8.
7. Sergienko T.I., Ivanov V.E. A new approach to calculate the excitation of atmospheric gases by auroral electron impact // Annales Geophysicae. 1993. V. 11. N 8. P. 717–727.
8. Bilitza D. International Reference Ionosphere 2000 // Radio Science. 2001. V. 36. N 2. P. 261–275.
9. Turunen E., Matveinen H., Tolvanen J., Ranta H. D-region ion chemistry model // STEP Handbook of Ionospheric Models / Ed. R.W. Schunk. Logan: Utah State University, 1996. P. 1–25.
10. Николаева В.Д., Макарова Л.Н., Широчков А.В., Котиков А.Л. Сопоставление результатов расчетов модели IRI-2007 с данными вертикального зондирования и радара некогерентного рассеяния для ав- роральной ионосферы // Proc. of the XXXIV Annual Seminar «Physics of Auroral Phenomena». Apatity, 2011. P. 174–177.
11. Canadian Advanced Digital Ionosonde (CADI). Scientific Instrumentation Ltd. [Электронный ресурс]. Ре- жим доступа: http://www.sil.sk.ca/, свободный. Яз. англ. (дата обращения 17.11.2013).
12. Canadian advanced digital ionosonde. System manuals. Saskatoon, Canada: Scientific instrumentation limited, 2009. 22 p.
13. Архив ионограмм. Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН. Ионосфера и распространение радиоволн [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://sphere.izmiran.ru/, свободный. Яз. рус. (дата обращения 17.11.2013).
