​Ученые из России, Норвегии и Финляндии скорректировали параметры моделей заряженного слоя атмосферы — ионосферы — на основе экспериментальных данных полного электронного содержания. Проведенные исследования показали, что эффективность оперативной коррекции моделей имеет суточную и сезонную зависимость. Эти результаты важны для прогнозирования распространения радиоволн, радиолокации и навигации. Работа опубликована в журнале GPS Solutions.

Ионосфера — это наружный слой атмосферы Земли, благодаря солнечному излучению насыщенный заряженными частицами. Область ионосферы, лежащую выше 140 километров, называют слоем F, он характеризуется максимальным ионообразованием. В этом слое траектории радиоволн значительно преломляются и могут отражаться. F-слой способен отражать радиоволны на частотах нескольких мегагерц, что делает возможным распространение радиоволн на значительные расстояния. Определение ионосферных условий представляет важную задачу для эффективной работы высокочастотного радио, радиолокационного и навигационного оборудования.

Эмпирические ионосферные модели, построенные на результатах многочисленных экспериментов, описывают только климатическое состояние, тогда как для решения прикладных задач необходима количественная информация о параметрах в конкретном регионе в настоящем времени. Для оценки реального состояния ионосферы сейчас применяют ассимиляционные модели, в которых на каждом шаге расчетов используются экспериментальные данные, полученные различными наблюдательными установками: наземными и космическими зондами, приемниками и радарами.

Ученые Калининградского филиала Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн имени Н. В. Пушкова, Института солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск), Иркутского государственного университета, Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова совместно с коллегами из Университета Осло и геофизической обсерватории Соданкюля дополнили две эмпирические модели ионосферы — NeQuick и IRI-Plas — информацией об общем содержании электронов в F-слое ионосферы, полученной с помощью приемников сигналов навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS. Для оценки эффективности корректировки моделей они проанализировали экспериментальные данные о максимальных частотах, на которых происходит отражение радиоволн, — так называемых критических частотах — для четырех времен года.

Результаты поддержанного грантом Российского научного фонда работы показали, что эффективность коррекции параметров эмпирических моделей ионосферы имеет суточную и сезонную зависимость. Для высокой солнечной активности наибольшая точность была получена в летний сезон, а наименьшая в зимний. Внимания заслуживают также исследования того, почему различается эффективность корректировки моделей ионосферы, выполненных на основе экспериментальных данных ионозондов (приборов для определения высот отражения радиоволн от ионосферы и распределения электронной концентрации по высоте) и высокоорбитальной радиотомографии (метода, основанного на непрерывном измерении с земли задержки сигналов на двух частотах от движущегося спутника). Несоответствие, скорее всего, вызвано тем, что использованные модели некорректно описывают форму высотного распределения электронной концентрации, а пространственно-временное распределение наилучшим образом воспроизводится в летний сезон и наихудшим в зимний.

«Результаты исследования могут быть полезны ученым и инженерам для решения прикладных задач использования радиотехнических средств связи, радиолокации и навигации, а также организациям, подведомственным Министерству обороны и МЧС. Кроме того, результаты исследования важны для понимания особенностей использования моделей ионосферы NeQuick и IRI-Plas в краткосрочном и долгосрочном прогнозировании распространения радиоволн и улучшения моделирования ионосферы Земли», — рассказывает один из исследователей, старший научный сотрудник КФ ИЗМИРАН Максим Клименко.

Анна Солдатенко

Похожие новости

  • 23/09/2020

    TAIGA признана выдающейся российско-немецкой коллаборацией

    Ученые России и Германии получили престижную награду на заключительной церемонии Года российско-немецкого сотрудничества в области науки и образования. Ученые Института ядерных исследований РАН работают над сооружением обсерватории TAIGA (Tunka Advanced Instrument for Cosmic Ray and Gamma Astronomy) в Сибири, в Тункинской долине, в коллаборации с коллегами из других российских и немецких институтов.
    387
  • 31/08/2020

    Международный коллектив ученых исследует историю и динамику пожаров в бореальных лесах

    Международный коллектив ученых в связи с климатическими изменениями занимается изучением истории и динамики пожаров в бореальных лесах. Дендрохронологические исследования показали, что огонь был основным фактором развития лесных экосистем.
    221
  • 07/08/2020

    Обнаружено новое фазовое состояние нанолокализованной воды

    ​​Сотрудники лаборатории терагерцовой спектроскопии МФТИ совместно с российскими и зарубежными коллегами открыли новое фазовое состояние нанолокализованной воды — воды, отдельные молекулы которой расположены в полостях кристаллической решетки кордиерита.
    384
  • 08/04/2019

    Нейтринные очки для космоса

    ​В эти дни на Байкале происходит историческое событие — запускается крупнейший подводный эксперимент по исследованию нейтрино, который специалисты называют окном в космос. О том, чем уникален этот эксперимент и каких от него стоит ожидать сюрпризов, — наш разговор с Жаном Магисовичем Джилкибаевым, доктором физико-математических наук, ведущим научным сотрудником лаборатории нейтринной астрофизики высоких энергий Института ядерных исследований РАН.
    980
  • 22/08/2017

    Иркутские астрономы участвовали в наблюдениях «Великого американского затмения»

    21 августа, в понедельник (в ночь на 22 августа - по ирк.времени), состоялось так называемое Великое американское затмение. Впервые с 1776 года, когда были образованы Соединённые Штаты, в полной фазе его было видно только на территории США.
    2046
  • 08/02/2018

    Десять открытий российских ученых, которые потрясли мир

    ​​Более 70% россиян не в состоянии назвать ни одного научного достижения в стране за последние десятилетия - таковы результаты социологического исследования ВЦИОМ, выполненного ко Дню российской науки.
    1581
  • 15/09/2020

    «Дети» звезд: проект по изучению экзопланет

    Исследования планет за пределами Солнечной системы – относительно новая область науки, которая появилась совсем недавно. Первую экзопланету открыли 28 лет назад. Сегодня, благодаря специализированным космическим телескопам и наземным наблюдениям, обнаружено и подтверждено существование более 4 000 планет, и это число увеличивается с каждым днем.
    300
  • 10/07/2019

    В России пройдут испытания новой модели сверхзвукового самолёта

    В России в 2019 году пройдут испытания модели сверхзвукового делового самолета разработки "Туполева" со сниженным уровнем звукового удара. Его испытают в аэродинамической трубе, сообщил "Интерфаксу" источник в авиапроме.
    1400
  • 29/12/2018

    Российские ученые рассмотрели новый сценарий эволюции барионной асимметрии Вселенной

    ​Ученые из Новосибирского государственного университета и Института теоретической и экспериментальной физики Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» рассмотрели новый сценарий эволюции барионной асимметрии Вселенной — ситуации, при которой в ней много больше вещества, чем антивещества.
    1478
  • 29/09/2017

    Делегация Франции посетила Иркутский научный центр СО РАН для обмена опытом по созданию Байкальского геопарка ЮНЕСКО

    В ходе официального визита делегации департамента Верхней Савойи (Франция) 27 сентября обсудили проект «Байкальского геопарка ЮНЕСКО» с иркутскими учеными. В составе делегации присутствовали: Филипп Гишардаз, почетный президент ассоциации «Ерказия», мэр г.
    1911