Search academic texts

Registration Number

0821U102167, PhD dissertation

Title

Diagnostics of traveling ionospheric disturbances of natural origin using incoherent scatter method

Author

Aksonova Kateryna D.,

popup.head Panasenko Sergii V.
popup.head Zalizovskiy Andriy V.
popup.opponent Harmash Kostiantyn P.
popup.opponent Shvets Olexander V.
popup.review Konovalenko Oleksandr Oleksandrovych
popup.review Ulyanov Oleg Mykhaylovych

Status

Доктор філософії, 104, Фізика та астрономія

Date

14-07-2021

Description

Інтерес до вивчення неоднорідної структури іоносфери Землі ґрунтується на щохвилинному використанні у повсякденному житті радіозв’язку та освоєнні навколоземного космічного простору. Іоносфера використовується людством для радіозв’язку на великих відстанях. Для правильного використання того чи іншого частотного діапазону радіохвиль варто враховувати особливості іоносфери, її просторову та часову мінливість. Крім того, кожна область іоносфери характеризується процесами фонової іонізації, що залежать від пори року, доби, сонячної активності, географічного розташування та геомагнітної активності. Відомо, що атмосфера та іоносфера Землі знаходяться під впливом зовнішніх процесів як природного так і техногенного походження. Серед них важливу роль відіграють сонячний термінатор (СТ), сонячні затемнення, магнітні бурі, землетруси, цунамі, вибухи, старти ракет, потужне радіовипромінювання і т. ін. Основним механізмом поширення енергії та імпульсу від таких збурень в атмосфері є акустико-гравітаційні хвилі (АГХ). В свою чергу АГХ, що генеруються в нижній атмосфері та забезпечують зв'язок з верхньою, на висотах іоносфери часто мають прояви у вигляді рухомих іоносферних збурень (РІЗ). РІЗ призводять до спотворень радіохвиль, що впливає на роботу засобів радіолокації, радіозв’язку та супутникової навігації (погіршуючи точність геопозиціонування). Дослідження генерації АГХ і РІЗ, особливостей їхнього поширення та руйнування, сприяють покращенню прогнозування плазмових збурень та врахування їх дії на функціонування радіосистем різного призначення. Саме тому вивчення і моніторинг АГХ і РІЗ є актуальною задачею радіофізики та фізики атмосфери і геокосмосу, що має не тільки фундаментальне, а й велике прикладне значення. Одним з найбільш інформативних вимірювальних інструментів для іоносферної діагностики є радар некогерентного розсіяння (НР). В обсерваторії Інституту іоносфери НАН і МОН України (м. Харків) розташований єдиний у центральній Європі радар НР. Радар дозволяє отримувати дані про стан іоносфери в діапазоні висот від 100 до 1500 км. Більш повну інформацію про її параметри, на висотах нижче максимуму іонізації, одержують завдяки використанню іонозонду. Метою дисертаційної роботи є виявлення РІЗ, які викликані високоенергійними природними процесами, та аналіз їх параметрів за даними радарів НР; порівняльний аналіз параметрів РІЗ над різними довготними секторами для різних геофізичних умов та рівнів сонячної активності; фізичне тлумачення спостережуваних іоносферних ефектів. Наукова новизна дисертаційної роботи визначається поставленими завданнями та вперше отриманими результатами і полягає у наступному. 1. Вперше отримано характеристики РІЗ над Україною у діапазоні періодів 5 - 125 хв протягом багаторічного моніторингу стану іоносфери методом НР з 2006 р. по 2018 р. у спокійних умовах. Продемонстровано, що найбільша кількість РІЗ спостерігалася поблизу зимового сонцестояння та осіннього рівнодення. 2. Оцінено основні параметри РІЗ поблизу характерних геофізичних періодів та під час геокосмічної бурі 1 – 3 вересня 2016 р. Встановлено взаємозв'язок низки РІЗ зі змінами магнітного поля в високих широтах. 3. Вперше за даними радара НР Інституту іоносфери встановлено наявність ВМ РІЗ протягом усього року, що вказує на відсутність чітко вираженої залежності появи таких структур відносно рівня геомагнітної активності. 4. Проведено порівняння фонових параметрів іоносфери в періоди весняного рівнодення та літнього сонцестояння у 2016 р. за даними радарів НР Інституту іоносфери та обсерваторії Хейстек МТІ. Практична значимість отриманих результатів полягає у наступному. Дані, про варіації характеристик РІЗ над Східною Європою необхідні для поглиблених знань фізики процесів, що протікають в іоносфері та механізмів взаємодії між різними шарами атмосфери. Отримані результати параметрів СМ та ВМ РІЗ можуть бути використані при розробці моделі неоднорідної структури середньоширотної іоносфери, а також дозволять уточнити глобальні іоносферні моделі. Також, отримані результати дозволять більш точно прогнозувати ступінь нестабільності каналів радіозв’язку та налаштовувати їх параметри за різних геофізичних умов. Нарешті, такого роду дослідження, важливі для розвитку методів прогнозування та оцінки помилок геопозиціонування з використанням глобальних навігаційних супутникових систем.