Рассчитаны тренды критической частоты ионосферного слоя F2, foF2, по данным вертикального зондирования на ст. Juliusruh за период 1996–2022 гг. с использованием четырех индексов солнечной активности: Ly-α, MgII, F10.7mon и Rz. Подтвержден вывод, полученный ранее, о существовании сезонных (зимой сильнее, чем летом) и суточных (днем сильнее, чем ночью) вариаций отрицательных трендов foF2. Показано, что результаты для трех первых индексов очень хорошо согласуются между собой, а результаты с использованием Rz дают несколько отличные результаты. Обнаружено, что в течение последних 5–7 лет максимальные (зима, день) отрицательные тренды foF2 становятся в 2–3 раза сильнее, чем получено для всего рассмотренного интервала.
Для детального анализа того, как различные индексы солнечной активности описывают зависимости критической частоты ионосферного слоя F2, foF2, от этой активности, рассматриваются результаты вертикального ионосферного зондирования на ст. Juliusruh в два зимних месяца (январь и февраль), два равноденственных месяца (март и октябрь) и летний месяц июнь. Используются пять индексов солнечной активности: Ly-α, MgII, Rz, F30 и F10.7. Изменения foF2 сравниваются с соответствующими изменениями в 1957–1980 гг. В качестве меры качества описания зависимости foF2 от солнечной активности каждым из индексов используется коэффициент определенности R2 согласно F-тесту Фишера. Получено, что в зимние месяцы наблюдается хорошо выраженный суточный ход величины R2 – эта величина в околополуденные часы выше, чем в ночные. Иначе говоря, днем все индексы лучше описывают поведение foF2, чем ночью. Хорошо выраженный суточный ход R2 наблюдается и в равноденственные месяцы для четырех индексов, тогда как для индекса Rz этот ход выражен гораздо хуже, и наблюдается сильный разброс значений R2. В июне суточный ход величины R2 отсутствует вовсе, и наблюдаются скачки этой величины от часа к часу. На основании проведенного анализа наиболее надежными для описания зависимости foF2 от солнечной активности для всех часов суток представляются индексы MgII, F30 и Ly-α.
Продолжен анализ зависимости критической частоты слоя F2 от различных индексов солнечной активности, начатый ранее на основании данных станции Juliusruh. В данной статье анализируются данные шести станций в Cеверном и пяти станций в Южном полушариях. За меру качества описания зависимости foF2 от солнечной активности принимается коэффициент определенности R2 для указанной зависимости в каждой конкретной ситуации (станция, месяц, местное время). Подтвержден вывод о том, что для четырех индексов солнечной активности в зимние месяцы наблюдается хорошо выраженный суточный ход величины R2: в дневные часы эта величина максимальна и меняется слабо, существенно уменьшаясь к ночным часам. Получено, что наилучшим индексом солнечной активности для описания поведения foF2 в солнечном цикле является индекс F30, тогда как число солнечных пятен Rz является наихудшим. На основании сравнения изменения R2 с LT в одни и те же месяцы на станциях Северного и Южного полушарий показано, что указанный хорошо выраженный суточный ход R2 наблюдается только зимой и отсутствует летом.
Представлены результаты поиска долговременных трендов критической частоты слоя F2, foF2, на основании наблюдения методом вертикального зондирования на трех станциях Северного полушария (Juliusruh, Boulder и Moscow) и трех станциях Южного полушария (Townsville, Hobart и Canberra). Использовался метод, разработанный и неоднократно описанный авторами ранее. Анализировались данные для двух зимних месяцев (январь и февраль в Северном полушарии и июнь и июль в Южном) и для пяти околополуденных моментов местного времени. Для устранения эффектов солнечной активности использовались три индекса солнечной активности (F30, Ly-α и MgII). Для всех рассмотренных ситуаций (станция, месяц, момент LT, индекс солнечной активности) получены отрицательные тренды. Они хорошо согласуются друг с другом как при сравнении между собой отдельно станций Северного и Южного полушарий, так и при сравнении станций обоих полушарий.
Анализируются долговременные вариации (тренды) высоты ионосферного слоя F2 hmF2 по данным станций Moscow и Juliusruh. Рассматриваются околополуденные часы LT и два зимних (январь и февраль) и два летних (июнь и июль) месяца за период 1996–2023 гг. Получены хорошо выраженные и статистически значимые отрицательные тренды hmF2 как летом, так и зимой. В среднем высота слоя F2 уменьшалась в течение анализируемого периода на 0.5–1 км в год. К тем же данным применен метод “Дельта”, разработанный и опубликованный авторами ранее. Результаты подтверждают систематическое уменьшение величины hmF2 в течение последних двух десятилетий. Обнаружено, что в течение недавних нескольких лет высота слоя F2 уменьшается быстрее, чем в предыдущие годы.
Рассмотрено изменение со временем параметра S, который характеризует связь критической частоты foF2 и высоты hmF2 ионосферного слоя F2. Анализируются результаты измерений методом вертикального зондирования на двух станциях Moscow и Juliusruh. Зависимость foF2 от hmF2 строится для трех интервалов: 1957–1980, 1996–2023 и 2011–2023 гг. Рассматриваются пять околополуденных моментов LT и два сезона – зима (январь и февраль) и лето (июнь и июль). Для обеих станций и обоих сезонов получено, что величина S систематически растет от более ранних к более поздним периодам. При этом для всех периодов величины S для зимних месяцев примерно в три раза выше, чем для летних. Предполагается, что найденные изменения параметра S могут с помощью современных теоретических моделей типа TIEGCM или WACCM-X дать ценную информацию о долговременных изменениях (трендах) параметров термосферы.
Рассматриваются результаты определения долговременных трендов параметров ионосферного слоя 2: критической частоты, высоты, полного содержания электронов и полутолщины. Показано, что недавние результаты определения трендов 2 согласуются с результатами детального анализа данных станций двух полушарий, опубликованного авторами. Обсуждаются возможные причины появления отрицательных трендов параметров слоя 2 при охлаждении и оседании термосферы за счет антропогенных эффектов. Наиболее вероятными причинами появления отрицательных трендов 2 в зимние месяцы на сегодня являются уменьшение отношения атомы-молекулы в термосферном газе и увеличение скорости ионно-молекулярных реакций при уменьшении температуры в зимних условиях. Проводится сравнение трендов различных параметров и показано, что эти тренды согласуются друг с другом.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации