MONITORING OF REGULAR AND SPORADIC IONOSPHERIC VARIATIONS ON THE SINGLE-HOP HF RADIO PATHS
PACS numbers: 94.20.VvPurpose: Diagnostics of regular and sporadic ionospheric variations using coherent systematic monitoring of spectral characteristics of the probe HF signals on the inclined singlehop radio paths.Design/methodology/approach: Two HF receiving stations located at the Low Frequency...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | rus |
| Опубліковано: |
Видавничий дім «Академперіодика»
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1301 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Radio physics and radio astronomy |
Репозитарії
Radio physics and radio astronomy| id |
oai:ri.kharkov.ua:article-1301 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Radio physics and radio astronomy |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2020-06-09T10:31:20Z |
| collection |
OJS |
| language |
rus |
| topic |
ionosphere solar terminator radio path solar activity magnetic storm |
| spellingShingle |
ionosphere solar terminator radio path solar activity magnetic storm Reznychenko, A. I. Koloskov, A. V. Yampolski, Y. M. MONITORING OF REGULAR AND SPORADIC IONOSPHERIC VARIATIONS ON THE SINGLE-HOP HF RADIO PATHS |
| topic_facet |
ionosphere solar terminator radio path solar activity magnetic storm ионосфера солнечный терминатор радиотрасса солнечная активность магнитная буря іоносфера сонячний термінатор радіотраса сонячна активність магнітна буря |
| format |
Article |
| author |
Reznychenko, A. I. Koloskov, A. V. Yampolski, Y. M. |
| author_facet |
Reznychenko, A. I. Koloskov, A. V. Yampolski, Y. M. |
| author_sort |
Reznychenko, A. I. |
| title |
MONITORING OF REGULAR AND SPORADIC IONOSPHERIC VARIATIONS ON THE SINGLE-HOP HF RADIO PATHS |
| title_short |
MONITORING OF REGULAR AND SPORADIC IONOSPHERIC VARIATIONS ON THE SINGLE-HOP HF RADIO PATHS |
| title_full |
MONITORING OF REGULAR AND SPORADIC IONOSPHERIC VARIATIONS ON THE SINGLE-HOP HF RADIO PATHS |
| title_fullStr |
MONITORING OF REGULAR AND SPORADIC IONOSPHERIC VARIATIONS ON THE SINGLE-HOP HF RADIO PATHS |
| title_full_unstemmed |
MONITORING OF REGULAR AND SPORADIC IONOSPHERIC VARIATIONS ON THE SINGLE-HOP HF RADIO PATHS |
| title_sort |
monitoring of regular and sporadic ionospheric variations on the single-hop hf radio paths |
| title_alt |
МОНИТОРИНГ РЕГУЛЯРНЫХ И СПОРАДИЧЕСКИХ ИОНОСФЕРНЫХ ВАРИАЦИЙ НА ОДНОСКАЧКОВЫХ ВЧ РАДИОЛИНИЯХ МОНІТОРИНГ РЕГУЛЯРНИХ І СПОРАДИЧНИХ ІОНОСФЕРНИХ ВАРІАЦІЙ НА ОДНОСКАЧКОВИХ ВЧ РАДІОЛІНІЯХ |
| description |
PACS numbers: 94.20.VvPurpose: Diagnostics of regular and sporadic ionospheric variations using coherent systematic monitoring of spectral characteristics of the probe HF signals on the inclined singlehop radio paths.Design/methodology/approach: Two HF receiving stations located at the Low Frequency Observatory of the Institute of Radio Astronomy, National Academy of Sciences of Ukraine, (Martove, Kharkiv region) and in Tromsø (Norway) were recording the signals at 9.996 MHz radiated by the radio station of the Exact Time and Frequency Service during the entire year of 2013. We estimated variations of the intensity and Doppler frequency shift (DFS) of the probe radiation derived from the power spectra recorded in the both observation points. The time series of these characteristics of the signals were compared with the independent estimates of the critical frequencies of the F2 ionospheric layer, as well as with indices of solar and magnetic activity. The correlation relationship between the time series were found.Findings: Systematic coherent measurements of spectral characteristics of the probe HF signals on two single-hop radio paths (high- and mid-latitude) have been made. The regular (background) variations of the diurnal dependences of intensities and DFS, caused by changes under the illumination conditions of the examined radio paths during the full annual cycle of observations, have been investigated. An empirical dependence between the moments of characteristic changes in DFS, “radio-sunrise” and “radio-sunset” with the solar terminator passage at various altitudes in the midlatitude and polar ionosphere was determined. Polar day conditions and growth of absorption in the midday and afternoon play the determining role for the high-latitude radio path in summer. An index characterizing the time interval when the signals propagate below the maximum usable frequency (the duration of the “radio-day”) is proposed. For the disturbed ionospheric conditions, the 27-day variations in the “radio-day” duration and the behavior of the critical frequencies of the F2 ionospheric layer are detected. The periodicity of these variations and their synchronism with the F10.7 index of solar activity can be explained by multiple influence on the ionosphere of a long-lived active region in the chromosphere during the rotation of the Sun around its own axis. The availability of using the data of HF monitoring for diagnostics of the sporadic ionospheric disturbances was demonstrated on the example of data analysis during a powerful X-ray flare on the Sun and subsequent magnetic storm.Conclusions: The developed methods of the analysis of the data of ionospheric sounding by non-specific HF signals can be used for diagnostics and identification of ionospheric disturbances.Key words: ionosphere, solar terminator, radio path, solar activity,magnetic stormManuscript submitted 25.09.2018Radio phys. radio astron. 2018, 23(4): 266–279REFERENCES1. BIBL, K. and REINISCH, B. W., 1978. The Universal Digital Ionosonde. Radio Sci. vol. 13, no. 3, pp. 519–530. DOI: https://doi.org/10.1029/rs013i003p005192. EVANS, J. V., 1969. Theory and practice of ionosphere study by Thomson scatter radar. Proc. IEEE. vol. 57, no. 4, pp. 496–530. DOI: https://doi.org/10.1109/PROC.1969.70053. KOLOSKOV, A. V., YAMPOLSKI, Y. M., ZALIZOVSKY, A. V., GALUSHKO, V. G., KASHCHEYEV, A. C., LA HOZ, C., BREKKE, A., BELYEY, V. S. and RIETVELD, M. T., 2014. Network of internet-controlled HF receivers for ionospheric researches. Radio Phys. Radio Astron. vol. 19, no. 4, pp. 324–335. (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra19.04.3244. ZALIZOVSKI, A. V., GALUSHKO, V. G., KASHCHEEV, A. S., KOLOSKOV, A. V., YAMPOLSKI, Y. M., EGOROV, I. B. and POPOV, A. V., 2007. Doppler Selection of HF Radiosignals on Long Paths. Geomagn. Aeron. vol. 47, no. 5, pp. 636–646. DOI: https://doi.org/10.1134/S001679320705012X5. ZALIZOVSKI, A. V., KASCHEEV, S. B., YAMPOLSKI, Y. M., GALUSHKO, V. G., BELEY, V. S., ISHAM, B., RIETVELD, M. T., LA HOZ, C., BREKKE, A., BLAGOVESHCHENSKAYA, N. F. and KORNIENKO, V. A., 2009. Self-scattering of a powerful HF radio wave on stimulated ionospheric turbulence. Radio Sci. vol. 44, no. 3, id. RS3010. DOI: https://doi.org/10.1029/2008RS0041116. NAJMI, A., MILIKH, G., YAMPOLSKI, Y. M., KOLOSKOV, A. V., SOPIN, A. A., ZALIZOVSKI, A. V., BERNHARDT, P., BRICZINSKI, S., SIEFRING, C., CHIANG, K., MORTON, Y., TAYLOR, S., MAHMOUDIAN, A., BRISTOW, W., RUOHONIEMI, M. and PAPADOPOULOS, K., 2015. Studies of the ionospheric turbulence excited by the fourth gyroharmonic at HAARP. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 120, no. 8, pp. 6646–6660. DOI: https://doi.org/10.1002/2015JA0213417. KASCHEEV, S. B., KOLOSKOV, A. V., ZALIZOVSKI, A. V., GALUSHKO, V. G., PIKULIK, I. I., YAMPOLSKI, Y. M., KURKIN, V. I., LITOVKIN, G. I., ORLOV, A. I. and PETKO, P. V., 2009. Experimental Investigation of Spectral Characteristics of HF Signals at Long and Ultra-Long-Range Radio Paths. Radio Phys. Radio Astron. [online]. vol. 14, no. 1, pp. 12–25. (in Russian). [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/5298. KASCHEEV, S. B., ZALIZOVSKI, A. V., KOLOSKOV, A. V., GALUSHKO, V. G., PIKULIK, I. I., YAMPOLSKI, Y. M., KURKIN, V. I., LITOVKIN, G. I. and ORLOV, A. I., 2009. Frequency Variations of HF Signals at Long-Range Radio Paths during a Solar Eclipse. Radio Phys. Radio Astron. [online]. vol. 4, no. 4, pp. 353–366 (in Russian). [viewed: 07.09.2018]. Available from:http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/5009. ZALIZOVSKI, A. V., KOLOSKOV, A. V. and YAMPOLSKI, Y. M., 2015. Studying in Antarctica the time-frequency characteristics of HF signals at the long radio paths. Ukrainian Antarctic Journal [online]. no. 14, pp. 124–137.(in Russian). [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://nbuv.gov.ua/UJRN/uazh_2015_14_1410. CHERENKOV, G. T., ed. 1979. Standard frequency and time signals. Characteristics and schedule of transmittings through radio stations, television and sound broadcast network. The Bulletin. Moscow, USSR: Standards Publishing House. (in Russian).11. WINRADIO by RADIXON, 2018. WR-G313i [online]. [viewed 07.09.2018]. Available from: https://www.winradio.com/home/g313i.htm12. GALUSHKO, V. G. and YAMPOLSKI, YU. M., 1996. Ionospheric diagnostics using wave field diffraction near the caustic. Radio Sci. vol. 31, no. 5, pp. 1109–1118. DOI: https://doi.org/10.1029/96RS0173713. DOLUKHANOV, M. P., 1972. Propagation of radio waves. Moscow, USSR: Svyaz Publ. (in Russian).14. TROMSØ GEOPHYSICAL OBSERVATORY, UIT, THE ARCTIC UNIVERSITY OF NORWAY, 2015. Archive ionograms Tromsø 2003 -> today [online]. [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://geo.phys.uit.no/iono-data/ionosonde.html15. IZMIRAN, 2006. Moscow Digisonde DPS-4 #045 [online]. [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://dps.izmiran.ru/16. IRA NASU, DEPARTMENT OF RADIOPHYSICS OF GEOSPACE, 2018. K-Indexes of geomagnetic activity [online]. [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://geospace.com.ua/en/data/metmag_ki.php17. TROMSØ GEOPHYSICAL OBSERVATORY, UIT, THE ARCTIC UNIVERSITY OF NORWAY, 2018. Geomagnetic Data [online]. [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://flux.phys.uit.no/geomag.html18. SPACE WEATHER PREDICTION CENTER, NATIONAL OCEANIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION, 2018. Data Service [online]. [viewed: 07.09.2018]. Available from: ftp://ftp.swpc.noaa.gov/pub/warehouse/2013/19. HUNSUCKER, R. D. and HARGREAVES, J. K., 2002. The High-Latitude Ionosphere and its Effects on Radio Propagation. Cambridge: Cambridge University Press. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO978051153575820. GODDARD MEDIA STUDIOS, 2013. Solar Storm Near Earth Caused by March 15, 2013 Fast CME [online].[viewed: 07.09.2018]. Available from: https://svs.gsfc.nasa.gov/1122 |
| publisher |
Видавничий дім «Академперіодика» |
| publishDate |
2018 |
| url |
http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1301 |
| work_keys_str_mv |
AT reznychenkoai monitoringofregularandsporadicionosphericvariationsonthesinglehophfradiopaths AT koloskovav monitoringofregularandsporadicionosphericvariationsonthesinglehophfradiopaths AT yampolskiym monitoringofregularandsporadicionosphericvariationsonthesinglehophfradiopaths AT reznychenkoai monitoringregulârnyhisporadičeskihionosfernyhvariacijnaodnoskačkovyhvčradioliniâh AT koloskovav monitoringregulârnyhisporadičeskihionosfernyhvariacijnaodnoskačkovyhvčradioliniâh AT yampolskiym monitoringregulârnyhisporadičeskihionosfernyhvariacijnaodnoskačkovyhvčradioliniâh AT reznychenkoai monítoringregulârnihísporadičnihíonosfernihvaríacíjnaodnoskačkovihvčradíolíníâh AT koloskovav monítoringregulârnihísporadičnihíonosfernihvaríacíjnaodnoskačkovihvčradíolíníâh AT yampolskiym monítoringregulârnihísporadičnihíonosfernihvaríacíjnaodnoskačkovihvčradíolíníâh |
| first_indexed |
2025-07-17T11:25:27Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:25:27Z |
| _version_ |
1838411032940249088 |
| spelling |
oai:ri.kharkov.ua:article-13012020-06-09T10:31:20Z MONITORING OF REGULAR AND SPORADIC IONOSPHERIC VARIATIONS ON THE SINGLE-HOP HF RADIO PATHS МОНИТОРИНГ РЕГУЛЯРНЫХ И СПОРАДИЧЕСКИХ ИОНОСФЕРНЫХ ВАРИАЦИЙ НА ОДНОСКАЧКОВЫХ ВЧ РАДИОЛИНИЯХ МОНІТОРИНГ РЕГУЛЯРНИХ І СПОРАДИЧНИХ ІОНОСФЕРНИХ ВАРІАЦІЙ НА ОДНОСКАЧКОВИХ ВЧ РАДІОЛІНІЯХ Reznychenko, A. I. Koloskov, A. V. Yampolski, Y. M. ionosphere; solar terminator; radio path; solar activity; magnetic storm ионосфера; солнечный терминатор; радиотрасса; солнечная активность; магнитная буря іоносфера; сонячний термінатор; радіотраса; сонячна активність; магнітна буря PACS numbers: 94.20.VvPurpose: Diagnostics of regular and sporadic ionospheric variations using coherent systematic monitoring of spectral characteristics of the probe HF signals on the inclined singlehop radio paths.Design/methodology/approach: Two HF receiving stations located at the Low Frequency Observatory of the Institute of Radio Astronomy, National Academy of Sciences of Ukraine, (Martove, Kharkiv region) and in Tromsø (Norway) were recording the signals at 9.996 MHz radiated by the radio station of the Exact Time and Frequency Service during the entire year of 2013. We estimated variations of the intensity and Doppler frequency shift (DFS) of the probe radiation derived from the power spectra recorded in the both observation points. The time series of these characteristics of the signals were compared with the independent estimates of the critical frequencies of the F2 ionospheric layer, as well as with indices of solar and magnetic activity. The correlation relationship between the time series were found.Findings: Systematic coherent measurements of spectral characteristics of the probe HF signals on two single-hop radio paths (high- and mid-latitude) have been made. The regular (background) variations of the diurnal dependences of intensities and DFS, caused by changes under the illumination conditions of the examined radio paths during the full annual cycle of observations, have been investigated. An empirical dependence between the moments of characteristic changes in DFS, “radio-sunrise” and “radio-sunset” with the solar terminator passage at various altitudes in the midlatitude and polar ionosphere was determined. Polar day conditions and growth of absorption in the midday and afternoon play the determining role for the high-latitude radio path in summer. An index characterizing the time interval when the signals propagate below the maximum usable frequency (the duration of the “radio-day”) is proposed. For the disturbed ionospheric conditions, the 27-day variations in the “radio-day” duration and the behavior of the critical frequencies of the F2 ionospheric layer are detected. The periodicity of these variations and their synchronism with the F10.7 index of solar activity can be explained by multiple influence on the ionosphere of a long-lived active region in the chromosphere during the rotation of the Sun around its own axis. The availability of using the data of HF monitoring for diagnostics of the sporadic ionospheric disturbances was demonstrated on the example of data analysis during a powerful X-ray flare on the Sun and subsequent magnetic storm.Conclusions: The developed methods of the analysis of the data of ionospheric sounding by non-specific HF signals can be used for diagnostics and identification of ionospheric disturbances.Key words: ionosphere, solar terminator, radio path, solar activity,magnetic stormManuscript submitted 25.09.2018Radio phys. radio astron. 2018, 23(4): 266–279REFERENCES1. BIBL, K. and REINISCH, B. W., 1978. The Universal Digital Ionosonde. Radio Sci. vol. 13, no. 3, pp. 519–530. DOI: https://doi.org/10.1029/rs013i003p005192. EVANS, J. V., 1969. Theory and practice of ionosphere study by Thomson scatter radar. Proc. IEEE. vol. 57, no. 4, pp. 496–530. DOI: https://doi.org/10.1109/PROC.1969.70053. KOLOSKOV, A. V., YAMPOLSKI, Y. M., ZALIZOVSKY, A. V., GALUSHKO, V. G., KASHCHEYEV, A. C., LA HOZ, C., BREKKE, A., BELYEY, V. S. and RIETVELD, M. T., 2014. Network of internet-controlled HF receivers for ionospheric researches. Radio Phys. Radio Astron. vol. 19, no. 4, pp. 324–335. (in Russian). DOI: https://doi.org/10.15407/rpra19.04.3244. ZALIZOVSKI, A. V., GALUSHKO, V. G., KASHCHEEV, A. S., KOLOSKOV, A. V., YAMPOLSKI, Y. M., EGOROV, I. B. and POPOV, A. V., 2007. Doppler Selection of HF Radiosignals on Long Paths. Geomagn. Aeron. vol. 47, no. 5, pp. 636–646. DOI: https://doi.org/10.1134/S001679320705012X5. ZALIZOVSKI, A. V., KASCHEEV, S. B., YAMPOLSKI, Y. M., GALUSHKO, V. G., BELEY, V. S., ISHAM, B., RIETVELD, M. T., LA HOZ, C., BREKKE, A., BLAGOVESHCHENSKAYA, N. F. and KORNIENKO, V. A., 2009. Self-scattering of a powerful HF radio wave on stimulated ionospheric turbulence. Radio Sci. vol. 44, no. 3, id. RS3010. DOI: https://doi.org/10.1029/2008RS0041116. NAJMI, A., MILIKH, G., YAMPOLSKI, Y. M., KOLOSKOV, A. V., SOPIN, A. A., ZALIZOVSKI, A. V., BERNHARDT, P., BRICZINSKI, S., SIEFRING, C., CHIANG, K., MORTON, Y., TAYLOR, S., MAHMOUDIAN, A., BRISTOW, W., RUOHONIEMI, M. and PAPADOPOULOS, K., 2015. Studies of the ionospheric turbulence excited by the fourth gyroharmonic at HAARP. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 120, no. 8, pp. 6646–6660. DOI: https://doi.org/10.1002/2015JA0213417. KASCHEEV, S. B., KOLOSKOV, A. V., ZALIZOVSKI, A. V., GALUSHKO, V. G., PIKULIK, I. I., YAMPOLSKI, Y. M., KURKIN, V. I., LITOVKIN, G. I., ORLOV, A. I. and PETKO, P. V., 2009. Experimental Investigation of Spectral Characteristics of HF Signals at Long and Ultra-Long-Range Radio Paths. Radio Phys. Radio Astron. [online]. vol. 14, no. 1, pp. 12–25. (in Russian). [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/5298. KASCHEEV, S. B., ZALIZOVSKI, A. V., KOLOSKOV, A. V., GALUSHKO, V. G., PIKULIK, I. I., YAMPOLSKI, Y. M., KURKIN, V. I., LITOVKIN, G. I. and ORLOV, A. I., 2009. Frequency Variations of HF Signals at Long-Range Radio Paths during a Solar Eclipse. Radio Phys. Radio Astron. [online]. vol. 4, no. 4, pp. 353–366 (in Russian). [viewed: 07.09.2018]. Available from:http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/5009. ZALIZOVSKI, A. V., KOLOSKOV, A. V. and YAMPOLSKI, Y. M., 2015. Studying in Antarctica the time-frequency characteristics of HF signals at the long radio paths. Ukrainian Antarctic Journal [online]. no. 14, pp. 124–137.(in Russian). [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://nbuv.gov.ua/UJRN/uazh_2015_14_1410. CHERENKOV, G. T., ed. 1979. Standard frequency and time signals. Characteristics and schedule of transmittings through radio stations, television and sound broadcast network. The Bulletin. Moscow, USSR: Standards Publishing House. (in Russian).11. WINRADIO by RADIXON, 2018. WR-G313i [online]. [viewed 07.09.2018]. Available from: https://www.winradio.com/home/g313i.htm12. GALUSHKO, V. G. and YAMPOLSKI, YU. M., 1996. Ionospheric diagnostics using wave field diffraction near the caustic. Radio Sci. vol. 31, no. 5, pp. 1109–1118. DOI: https://doi.org/10.1029/96RS0173713. DOLUKHANOV, M. P., 1972. Propagation of radio waves. Moscow, USSR: Svyaz Publ. (in Russian).14. TROMSØ GEOPHYSICAL OBSERVATORY, UIT, THE ARCTIC UNIVERSITY OF NORWAY, 2015. Archive ionograms Tromsø 2003 -> today [online]. [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://geo.phys.uit.no/iono-data/ionosonde.html15. IZMIRAN, 2006. Moscow Digisonde DPS-4 #045 [online]. [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://dps.izmiran.ru/16. IRA NASU, DEPARTMENT OF RADIOPHYSICS OF GEOSPACE, 2018. K-Indexes of geomagnetic activity [online]. [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://geospace.com.ua/en/data/metmag_ki.php17. TROMSØ GEOPHYSICAL OBSERVATORY, UIT, THE ARCTIC UNIVERSITY OF NORWAY, 2018. Geomagnetic Data [online]. [viewed: 07.09.2018]. Available from: http://flux.phys.uit.no/geomag.html18. SPACE WEATHER PREDICTION CENTER, NATIONAL OCEANIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION, 2018. Data Service [online]. [viewed: 07.09.2018]. Available from: ftp://ftp.swpc.noaa.gov/pub/warehouse/2013/19. HUNSUCKER, R. D. and HARGREAVES, J. K., 2002. The High-Latitude Ionosphere and its Effects on Radio Propagation. Cambridge: Cambridge University Press. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO978051153575820. GODDARD MEDIA STUDIOS, 2013. Solar Storm Near Earth Caused by March 15, 2013 Fast CME [online].[viewed: 07.09.2018]. Available from: https://svs.gsfc.nasa.gov/1122 УДК 537.876.23, 550.388.2PACS numbers: 94.20.VvПредмет и цель работы: Диагностика регулярных и спорадических ионосферных вариаций с использованием систематического когерентного мониторинга спектральных характеристик пробных ВЧ сигналов на наклонных односкачковых радиолиниях.Методы и методология: Регистрация сигналов станции Службы точного времени и частоты проводилась на частоте 9.996 МГц в течение полного 2013 года в двух приемных пунктах – в Низкочастотной обсерватории Радиоастрономического института НАН Украины (с. Мартовое, Харьковской области) и в г. Тромсе (Норвегия). Регистрировались энергетические спектры, по которым оценивались вариации интенсивности и доплеровского смещения частоты (ДСЧ) пробного излучения. Временные ряды информационных характеристик сигналов сопоставлялись с независимыми оценками критических частот ионосферного слоя F2, а также с индексами солнечной и магнитной активности. Установлена их корреляционная связь.Результаты: Проведены систематические когерентные измерения вариаций спектральных характеристик пробных ВЧ сигналов на двух односкачковых радиолиниях (высоко- и среднеширотной). В течение полного годового цикла наблюдений исследованы регулярные (фоновые) вариации суточных зависимостей интенсивностей и ДСЧ пробных сигналов, вызванные изменением условий освещенности контрольных радиотрасс. Установлена эмпирическая зависимость времен характерных изменений ДСЧ и моментов “радиовосхода” и “радиозахода” с прохождением солнечного терминатора на различных высотах среднеширотной и приполярной ионосферы. Для высокоширотной радиотрассы летом определяющую роль играют условия полярного дня и рост поглощения в полуденное и послеполуденное время. Введен индекс, характеризующий время распространения сигналов на частоте ниже максимально применимой (продолжительность “радиодня”). Для возмущенных ионосферных условий обнаружены 27-дневные вариации продолжительности “радиодня” и поведения критических частот ионосферного слоя F2. Периодичность этих вариаций и их синхронизм с индексом солнечной активности F10.7 могут быть объяснены многократным воздействием на ионосферу долгоживущей активной области в хромосфере при вращении Солнца вокруг своей оси. Возможность использования данных ВЧ мониторинга для диагностики спорадических ионосферных возмущений продемонстрирована на примере анализа данных, полученных во время мощной рентгеновской вспышки на Солнце и последовавшей за ней магнитной бури.Заключение: Разработанные методики анализа данных зондирования ионосферы ВЧ сигналами неспециального типа могут быть применены для диагностики и идентификации ионосферных возмущений.Ключевые слова: ионосфера, солнечный терминатор, радиотрасса, солнечная активность, магнитная буряСтатья поступила в редакцию 25.09.2018Radio phys. radio astron. 2018, 23(4): 266–279СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Bibl K. and Reinisch B. W. The Universal Digital Ionosonde. Radio Sci. 1978. Vol. 13, No 3. P. 519–530. DOI:10.1029/rs013i003p005192. Evans J. V. Theory and practice of ionosphere study by Thomson scatter radar. Proc. IEEE. 1969. Vol. 57, No. 4. P. 496–530. DOI: 10.1109/PROC.1969.70053. Колосков А. В., Ямпольский Ю. М., Зализовский А. В., Галушко В. Г., Кащеев А. С., Ла Хоз С., Брекке А., Белей В. С., Ритвелд М. Т. Сеть Интернет-управляемых ВЧ приемников для ионосферных исследований. Радіофізика і радіоастрономія. 2014. T. 19, № 4. C. 324–335.DOI: 10.15407/rpra19.04.3244. Zalizovski A. V., Galushko V. G., Kashcheev A. S., Koloskov A. V., Yampolski Yu. M., Egorov I. B., and Popov A. V. Doppler Selection of HF Radiosignals on Long Paths. Geomagn. Aeron. 2007. Vol. 47, No. 5. P. 636–646. DOI: 10.1134/S001679320705012X5. Zalizovski A. V., Kascheev S. B., Yampolski Y. M., Galushko V. G., Beley V. S., Isham B., Rietveld M. T., La Hoz C., Brekke A., Blagoveshchenskaya N. F., and Kornienko V. A. Self-scattering of a powerful HF radio wave on stimulated ionospheric turbulence. Radio Sci. 2009. Vol. 44, No 3. id. RS3010. DOI: 10.1029/2008RS0041116. Najmi A., Milikh G., Yampolski Y. M., Koloskov A. V., Sopin A. A., Zalizovski A. V., Bernhardt P, Briczinski S., Siefring C., Chiang K., Morton Y., Taylor S., Mahmoudian A., Bristow W., Ruohoniemi M., and Papadopoulos K. Studies of the ionospheric turbulence excited by the fourth gyroharmonic at HAARP. J. Geophys. Res. Space Phys. 2015. Vol. 120, No. 8. P. 6646–6660. DOI: 10.1002/2015JA0213417. Кащеев С. Б., Колосков А. В., Зализовский А. В., Галушко В. Г., Пикулик И. И., Ямпольский Ю. М., Куркин В. И., Литовкин Г. И., Орлов А. И., Петько П. В. Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах. Радіофізика і радіоастрономія. 2009. Т. 14, No. 1. С. 12–25. URL: http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/529 (дата обращения: 07.09.2018).8. Кащеев С. Б., Зализовский А. В., Колосков А. В., Галушко В. Г., Пикулик И. И., Ямпольский Ю. М., Куркин В. И., Литовкин Г. И., Орлов А. И. Вариации частоты КВ сигналов на протяженных трассах во время солнечного затмения. Радіофізика і радіоастрономія. 2009. Т. 14, No. 4. C. 353–366. URL: http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/500 (дата обращения: 07.09.2018).9. Зализовский А. В., Колосков А. В., Ямпольский Ю. М. Исследования в Антарктике частотно-временных характеристик ВЧ сигналов на сверхдальних радиолиниях, Український антарктичний журнал. 2015. No. 14. C. 124–137. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/uazh_2015_14_14(дата обращения: 07.09.2018).10. Эталонные сигналы частоты и времени. Характеристики и программы передач через радиостанции, телевидение и сеть звукового вещания. Бюллетень. Под ред. Г. Т. Черенкова. Москва: Издательство стандартов, 1979. 27 c.11. WR-G313i. WINRADIO by RADIXON. Last updated: 2018. URL: https://www.winradio.com/home/g313i.htm (дата обращения: 07.09.2018).12. Galushko V. G. and Yampolski Yu. M. Ionospheric diagnostics using wave field diffraction near the caustic. Radio Sci. 1996. Vol. 31, No. 5. P. 1109–1118. DOI: 10.1029/96RS0173713. Долуханов М. П. Распространение радиоволн. Москва: Связь, 1972. 440 с.14. Archive ionograms Tromsø 2003 -> today. Tromsø Geophysical Observatory. UiT, The Arctic University of Norway. Last updated: 30.01.2015. URL: http://geo.phys.uit.no/ionodata/ionosonde.html (дата обращения: 07.09.2018).15. Moscow Digisonde DPS-4 #045. IZMIRAN. Last updated: 2006. URL: http://dps.izmiran.ru (дата обращения: 07.09.2018).16. K-Indexes of geomagnetic activity. IRA NASU, Department of Radiophysics of Geospace. Last updated: 2018. URL: http://geospace.com.ua/en/data/metmag_ki.php (дата обращения: 07.09.2018).17. Geomagnetic Data. Tromsø Geophysical Observatory. UiT, The Arctic University of Norway. Last updated: 16.04.2018. URL: http://flux.phys.uit.no/geomag.html (дата обращения: 07.09.2018).18. Data Service. Space weather prediction center, National oceanic and atmospheric administration. Last updated: 2018. URL: ftp://ftp.swpc.noaa.gov/pub/warehouse/2013/ (дата обращения: 07.09.2018).19. Hunsucker R. D and Hargreaves J. K. The High-Latitude Ionosphere and its Effects on Radio Propagation. Cambridge: Cambridge University Press, 2002. DOI: 10.1017/CBO978051153575820. Solar Storm Near Earth Caused by March 15, 2013 Fast CME. Goddard Media Studios. Last updated: 18.03.2018. URL: https://svs.gsfc.nasa.gov/11225 (дата обращения: 07.09.2018). УДК 537.876.23, 550.388.2PACS numbers: 94.20.VvПредмет і мета роботи: Діагностика регулярних і спорадичних іоносферних варіацій з використанням систематичного когерентного моніторингу спектральних характеристик пробних ВЧ сигналів на похилих односкачкових радіолініях.Методи і методологія: Реєстрація сигналів станції Служби точного часу та частоти виконувалася на частоті 9.996 МГц впродовж повного 2013 року в двох приймальних пунктах – в Низькочастотній обсерваторії Радіоастрономічного інституту НАН України (с. Мартове, Харківської області) та в м. Тромсе (Норвегія). Реєструвалися енергетичні спектри, за якими оцінювалися варіації інтенсивності та доплерівського зміщення частоти (ДЗЧ) пробного випромінювання. Часові ряди інформаційних характеристик сигналів співставлялися з незалежними оцінками критичних частот іоносферного шару F2, а також з індексами сонячної та магнітної активності. Встановлено їх кореляційний зв’язок.Результати: Виконано систематичні когерентні вимірювання варіацій спектральних характеристик пробних ВЧ сигналів на двох односкачкових радіолініях (високо- і середньоширотній). Протягом повного річного циклу спостережень досліджено регулярні (фонові) варіації добових залежностей інтенсивностей і ДЗЧ пробних сигналів, викликані зміною умов освітленості контрольних радіотрас. Встановлено емпіричну залежність часу характерних змін ДЗЧ і моментів “радіосходу” і “радіозаходу” з проходженням сонячного термінатора на різних висотах средньоширотної та приполярної іоносфери. Для високоширотної радіотраси влітку визначальну роль відіграють умови полярного дня і зростання поглинання в полуденний та післяполуденний час. Введено індекс, що характеризує час поширення сигналів на частоті нижче за максимально застосовну (тривалість “радіодня”). Для збурених іоносферних умов виявлені 27-денні варіації тривалості “радіодня” і поведінки критичних частот іоносферного шару F2. Періодичність цих варіацій і їх синхронізм з індексом сонячної активності F10.7 можливо пояснити багаторазовим впливом на іоносферу активної області з тривалим часом життя в хромосфері впродовж обертання Сонця навколо своєї осі. Можливість використання даних ВЧ моніторингу для діагностики спорадичних іоносферних збурень продемонстровано на прикладі потужного рентгенівського спалаху на Сонці та магнітної бурі, що сталася після нього.Висновок: Розроблені методики аналізу даних зондування іоносфери ВЧ сигналами неспеціального типу можуть бути застосовані для діагностики та ідентифікації іоносферних збурень.Ключові слова: іоносфера, сонячний термінатор, радіотраса, сонячна активність, магнітна буряСтаття надійшла до редакції 25.09.2018Radio phys. radio astron. 2018, 23(4): 266–279СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ1. Bibl K. and Reinisch B. W. The Universal Digital Ionosonde. Radio Sci. 1978. Vol. 13, No 3. P. 519–530. DOI:10.1029/rs013i003p005192. Evans J. V. Theory and practice of ionosphere study by Thomson scatter radar. Proc. IEEE. 1969. Vol. 57, No. 4. P. 496–530. DOI: 10.1109/PROC.1969.70053. Колосков А. В., Ямпольский Ю. М., Зализовский А. В., Галушко В. Г., Кащеев А. С., Ла Хоз С., Брекке А., Белей В. С., Ритвелд М. Т. Сеть Интернет-управляемых ВЧ приемников для ионосферных исследований. Радіофізика і радіоастрономія. 2014. T. 19, № 4. C. 324–335.DOI: 10.15407/rpra19.04.3244. Zalizovski A. V., Galushko V. G., Kashcheev A. S., Koloskov A. V., Yampolski Yu. M., Egorov I. B., and Popov A. V. Doppler Selection of HF Radiosignals on Long Paths. Geomagn. Aeron. 2007. Vol. 47, No. 5. P. 636–646. DOI: 10.1134/S001679320705012X5. Zalizovski A. V., Kascheev S. B., Yampolski Y. M., Galushko V. G., Beley V. S., Isham B., Rietveld M. T., La Hoz C., Brekke A., Blagoveshchenskaya N. F., and Kornienko V. A. Self-scattering of a powerful HF radio wave on stimulated ionospheric turbulence. Radio Sci. 2009. Vol. 44, No 3. id. RS3010. DOI: 10.1029/2008RS0041116. Najmi A., Milikh G., Yampolski Y. M., Koloskov A. V., Sopin A. A., Zalizovski A. V., Bernhardt P, Briczinski S., Siefring C., Chiang K., Morton Y., Taylor S., Mahmoudian A., Bristow W., Ruohoniemi M., and Papadopoulos K. Studies of the ionospheric turbulence excited by the fourth gyroharmonic at HAARP. J. Geophys. Res. Space Phys. 2015. Vol. 120, No. 8. P. 6646–6660. DOI: 10.1002/2015JA0213417. Кащеев С. Б., Колосков А. В., Зализовский А. В., Галушко В. Г., Пикулик И. И., Ямпольский Ю. М., Куркин В. И., Литовкин Г. И., Орлов А. И., Петько П. В. Экспериментальные исследования спектральных характеристик КВ сигналов на дальних и сверхдальних трассах. Радіофізика і радіоастрономія. 2009. Т. 14, No. 1. С. 12–25. URL: http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/529 (дата обращения: 07.09.2018).8. Кащеев С. Б., Зализовский А. В., Колосков А. В., Галушко В. Г., Пикулик И. И., Ямпольский Ю. М., Куркин В. И., Литовкин Г. И., Орлов А. И. Вариации частоты КВ сигналов на протяженных трассах во время солнечного затмения. Радіофізика і радіоастрономія. 2009. Т. 14, No. 4. C. 353–366. URL: http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/500 (дата обращения: 07.09.2018).9. Зализовский А. В., Колосков А. В., Ямпольский Ю. М. Исследования в Антарктике частотно-временных характеристик ВЧ сигналов на сверхдальних радиолиниях, Український антарктичний журнал. 2015. No. 14. C. 124–137. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/uazh_2015_14_14(дата обращения: 07.09.2018).10. Эталонные сигналы частоты и времени. Характеристики и программы передач через радиостанции, телевидение и сеть звукового вещания. Бюллетень. Под ред. Г. Т. Черенкова. Москва: Издательство стандартов, 1979. 27 c.11. WR-G313i. WINRADIO by RADIXON. Last updated: 2018. URL: https://www.winradio.com/home/g313i.htm (дата обращения: 07.09.2018).12. Galushko V. G. and Yampolski Yu. M. Ionospheric diagnostics using wave field diffraction near the caustic. Radio Sci. 1996. Vol. 31, No. 5. P. 1109–1118. DOI: 10.1029/96RS0173713. Долуханов М. П. Распространение радиоволн. Москва: Связь, 1972. 440 с.14. Archive ionograms Tromsø 2003 -> today. Tromsø Geophysical Observatory. UiT, The Arctic University of Norway. Last updated: 30.01.2015. URL: http://geo.phys.uit.no/ionodata/ionosonde.html (дата обращения: 07.09.2018).15. Moscow Digisonde DPS-4 #045. IZMIRAN. Last updated: 2006. URL: http://dps.izmiran.ru (дата обращения: 07.09.2018).16. K-Indexes of geomagnetic activity. IRA NASU, Department of Radiophysics of Geospace. Last updated: 2018. URL: http://geospace.com.ua/en/data/metmag_ki.php (дата обращения: 07.09.2018).17. Geomagnetic Data. Tromsø Geophysical Observatory. UiT, The Arctic University of Norway. Last updated: 16.04.2018. URL: http://flux.phys.uit.no/geomag.html (дата обращения: 07.09.2018).18. Data Service. Space weather prediction center, National oceanic and atmospheric administration. Last updated: 2018. URL: ftp://ftp.swpc.noaa.gov/pub/warehouse/2013/ (дата обращения: 07.09.2018).19. Hunsucker R. D and Hargreaves J. K. The High-Latitude Ionosphere and its Effects on Radio Propagation. Cambridge: Cambridge University Press, 2002. DOI: 10.1017/CBO978051153575820. Solar Storm Near Earth Caused by March 15, 2013 Fast CME. Goddard Media Studios. Last updated: 18.03.2018. URL: https://svs.gsfc.nasa.gov/11225 (дата обращения: 07.09.2018). Видавничий дім «Академперіодика» 2018-12-03 Article Article application/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1301 10.15407/rpra23.04.266 РАДИОФИЗИКА И РАДИОАСТРОНОМИЯ; Vol 23, No 4 (2018); 266 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY; Vol 23, No 4 (2018); 266 РАДІОФІЗИКА І РАДІОАСТРОНОМІЯ; Vol 23, No 4 (2018); 266 2415-7007 1027-9636 10.15407/rpra23.04 rus http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1301/pdf Copyright (c) 2018 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY |