🔧На сайте запланированы технические работы
25.12.2025 в промежутке с 18:00 до 21:00 по Московскому времени (GMT+3) на сайте будут проводиться плановые технические работы. Возможны перебои с доступом к сайту. Приносим извинения за временные неудобства. Благодарим за понимание!
🔧Site maintenance is scheduled.
Scheduled maintenance will be performed on the site from 6:00 PM to 9:00 PM Moscow time (GMT+3) on December 25, 2025. Site access may be interrupted. We apologize for the inconvenience. Thank you for your understanding!

 

IONOSPHERE RESPONSE TO THE IMPACT OF AN EXTRAORDINARY RADIO WAVE WHEN LOCATED AT A FREQUENCY CLOSE TO THE HEATING FREQUENCY

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The paper presents the results of experiments on the impact of powerful high-frequency radio emission from the SURA mid-latitude heating facility (56.1° N, 46.1° E) on Earth's ionosphere. The disturbance in the ionosphere was created by a radio wave of extraordinary polarization under conditions when the ordinary component of the powerful wave was not reflected by the ionosphere. The sounding of the disturbed region was carried out with a probe radio wave of the same polarization at a frequency higher than the heating frequency by 228–400 kHz. During the impact on the ionosphere, a weak scattered signal with an amplitude 40–60 dB lower than the amplitude of the specular reflection signal from the F-region was received from the height of reflection of the powerful radio wave. This means that the artificial disturbance of the plasma density occurred in the region of reflection of the powerful radio wave of extraordinary polarization. Possible causes of the disturbance are discussed.

Авторлар туралы

Nataliya Bahmetieva

Radiophysical Research Institute Lobachevsky State University

Email: nv_bakhm@nirfi.unn.ru
doctor of physical and mathematical sciences

Gennadiy Grigoriev

Radiophysical Research Institute Lobachevsky State University

Email: grig19@list.ru

Ilia Zhemyakov

Radiophysical Research Institute Lobachevsky State University

Email: ilia.zhem@yandex.ru

Elena Kalinina

Radiophysical Research Institute Lobachevsky State University

Email: kalinina@nirfi.unn.ru

Aleksander Lisov

Radiophysical Research Institute Lobachevsky State University

Email: lisov@nirfi.unn.ru

Әдебиет тізімі

  1. Бахметьева Н.В., Беликович В.В. Воздействие на ионосферу Земли мощным коротковолновым радиоизлучением: искусственные периодические неоднородности и спорадический слой Е. Изв. вузов. Радиофизика. 2007, т. 50, № 8, с. 695–708.
  2. Бахметьева Н.В., Беликович В.В. Результаты исследований спорадического слоя Е методом резонансного рассеяния радиоволн на искусственных периодических неоднородностях ионосферной плазмы. Изв. вузов. Радиофизика. 2008, т. 51, № 11, с. 956–969.
  3. Бахметьева Н.В., Беликович В.В., Каган Л.М., Понятов А.А. Заходно-восходные характеристики спорадических слоев ионизации в нижней ионосфере, наблюдаемые методом резонансного рассеяния радиоволн на искусственных периодических неоднородностях ионосферной плазмы. Изв. вузов. Радиофизика. 2005, т. 48, № 1, с. 16–32.
  4. Бахметьева Н.В., Григорьев Г.И., Жемяков И.Н. и др. Особенности нижней ионосферы Земли во время затмений Солнца и в заходно-восходные часы по измерениям методом ИПН вблизи Нижнего Новгорода. Солнечно-земная физика. 2024, т. 10, № 3, с. 129–145. doi: 10.12737/szf-103202414 / Bakhmetieva N.V., Grigoriev G.I., Zhemyakov I.N., et al. Features of Earth’s lower ionosphere during solar eclipse and sunset and sunrise hours according to measurements by the API method near Nizhny Novgorod. Sol.-Terr. Phys. 2024, vol. 10, iss. 3, pp. 121–136. doi: 10.12737/stp-103202414.
  5. Беликович В.В., Бенедиктов Е.А., Гетманцев Г.Г. и др. О рассеянии радиоволн от искусственно возмущенной F-области ионосферы. Письма в ЖЭТФ, 1975, т. 22, вып. 10, с. 497–499.
  6. Беликович В.В., Бенедиктов Е.А., Толмачева А.В., Бахметьева Н.В. Исследование ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 1999, 155 с.
  7. Беликович В.В., Вяхирев В.Д., Калинина Е.Е. и др. Исследование D-области ионосферы методом частичных отражений на средних широтах и в авроральной зоне. Изв. вузов. Радиофизика. 2003, т. 46, № 3, с. 181–191.
  8. Беликович В.В., Грач С.М., Караштин А.Н. и др. Стенд «Сура»: исследования атмосферы и космического пространства. Изв. вузов. Радиофизика. 2007, т. 50, № 7, с. 545–576.
  9. Благовещенская Н.Ф. Геофизические эффекты активных воздействий в околоземном космическом пространстве. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001, 287 с.
  10. Благовещенская Н.Ф. Комплексные исследования эффектов воздействия мощных КВ-радиоволна высокоширотную ионосферу: итоги и перспективы. Проблемы Арктики и Антарктики. 2010, т. 84, № 1, с. 81–98.
  11. Благовещенская Н.Ф., Борисова Т.Д., Калишин А.С. и др. Сравнение эффектов воздействия мощных КВ-радиоволн обыкновенной (О-мода) и необыкновенной (Х-мода) поляризации на высокоширотную F-область ионосферы. Космические исследования. 2018, т. 56, № 1, с. 14–29. doi: 10.7868/S002342061801003X.
  12. Борисова Т.Д., Благовещенская Н.Ф., Калишин А.С. Особенности искусственной ионосферной турбулентности, вызванной высокочастотным нагревом О- и Х-мод вблизи критической частоты слоя F2. Солнечно-земная физика. 2023, т. 9, № 1, с. 22–32. doi: 10.12737/szf-91202303 / Borisova T.D., Blagoveshchenskaya N.F., Kalishin A.S. Features of artificial ionosphere turbulence induced by the O- and X-mode HF heating near the F2-layer critical frequency. Sol.-Terr. Phys. 2023, vol. 9, iss. 1, pp. 21–30. doi: 10.12737/stp-91202303.
  13. Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988, 527 с.
  14. Васьков В.В., Гуревич А.В. Параметрическое возбуждение ленгмюровских колебаний в ионосфере в поле сильных радиоволн. Изв. вузов. Радиофизика. 1973, т. 16, № 2, с. 188–198.
  15. Васьков В.В., Гуревич А.В. Нелинейная резонансная неустойчивость в поле обыкновенной электромагнитной волны. ЖЭТФ. 1975а, т. 69, № 1, с. 176–178.
  16. Васьков В.В., Гуревич А.В. Расслоение плазмы в области отражения мощных радиоволн в ионосфере. Изв. вузов. Радиофизика. 1975б, т. 18, № 9, с. 1261–1272.
  17. Васьков В.В., Гуревич А.В. Самофокусировочная и резонансная неустойчивости в F-области ионосферы. Тепловые нелинейные явления в плазме. Горький: ИПФ АН СССР, 1979, с. 81–138.
  18. Васьков В.В., Рябова Н.А. Возбуждение коротковолновых колебаний ионосферной плазмы полем мощной радиоволны необыкновенной поляризации в результате индуцированного рассеяния на ионах. Изв. вузов. Радиофизика. 1997, т. 40, № 5, с. 541–559.
  19. Гершман Б.Н., Игнатьев Ю.А. Теория образования спорадического слоя Е и возникновения в нем неоднородностей. Ионосферные исследования. 1997, № 50, с. 7–28.
  20. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967, 683 c.
  21. Гинзбург В.Л., Гуревич А.В. Нелинейные явления в плазме, находящейся в переменном электромагнитном поле. УФН. 1960, т. 70, с. 201–246. doi: 10.3367/UFNr.0070.196002a.0201.
  22. Грач С.М., Сергеев Е.Н., Мишин Е.В., Шиндин А.В. Динамические характеристики плазменной турбулентности ионосферы, инициированные воздействием мощного коротковолнового радиоизлучения. УФН. 2016, т. 186, № 11, с. 1189–1228. doi: 10.3367/UFNr.2016/07/037868.
  23. Гуревич А.В. Нелинейные явления в ионосфере. УФН. 2007, т. 177, № 11, с. 1145–1177. doi: 10.3367/UFNr. 0177.200711a.1145.
  24. Гуревич А.В., Шварцбург А.Б. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере. М.: Наука, 1973, 272 с.
  25. Данилов А.Д., Власов М.Н. Фотохимия ионизованных и возбужденных частиц в нижней ионосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1973, 190 с.
  26. Игнатьев Ю.А. Влияние на спорадический слой E нагрева ионосферы мощным радиоизлучением. Изв. вузов. Радиофизика. 1975, т. 18, № 9, с. 1365–1369.
  27. Митяков Н.А., Грач С.М., Митяков С.Н. Возмущение ионосферы мощными радиоволнами. Итоги науки и техники. Серия “Геомагнетизм и высокие слои атмосферы”. М.: ВИНИТИ, 1989, Т. 9, 138 с.
  28. Фролов В.Л. Пространственная структура возмущений плотности плазмы, индуцируемых в ионосфере при ее модификации мощными КВ-радиоволнами: обзор результатов экспериментальных исследований. Солнечно-земная физика. 2015, т. 1, № 2, с. 22–48. doi: 10.12737/10383 / Frolov V.L. Spatial structure of plasma density perturbations, induced in the ionosphere modified by powerful HF radio waves: review of experimental results. Sol.-Terr. Phys. 2015, vol. 1, iss. 2, pp. 22–48. doi: 10.12737/10383.
  29. Фролов В.Л. Искусственная турбулентность среднеширотной ионосферы. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского университета, 2017, 468 с.
  30. Фролов В.Л., Бахметьева Н.В., Беликович В.В. и др. Модификация ионосферы Земли мощным КВ-радиоизлучением. УФН. 2007, т. 177, № 3, с. 330–340. DOI: 10.3367/ UFNr.0177.200703j.0330.
  31. Фролов В.Л., Болотин И.А., Комраков Г.П. и др. Генерация искусственных ионосферных неоднородностей при воздействии на среднеширотную ионосферу Земли мощными КВ-радиоволнами с необыкновенной поляризацией. Изв. вузов. Радиофизика. 2014, т. 57, № 6, с. 437–463.
  32. Bakhmetieva N.V., Grigoriev G.I. Study of the mesosphere and lower thermosphere by the method of creating artificial periodic irregularities of the ionospheric plasma. Atmosphere. 2022, vol. 1, iss. 9, p. 1346. doi: 10.3390/atmos13091346.
  33. Belikovich V.V., Benediktov E.A., Tolmacheva A.V. Bakh-met’eva N.V. Ionospheric Research by Means of Artificial Periodic Irregularities. Katlenburg-Lindau: Copernicus GmbH, 2002, 160 p.
  34. Blagoveshchenskaya N.F. Perturbing the high-latitude upper ionosphere (F region) with powerful HF radio waves: A 25-year collaboration with EISCAT. URSI Radio Science Bulletin. 2020, vol. 373, pp. 40–55. doi: 10.23919/URSIRSB.2020.9318436.
  35. Blagoveshchenskaya N.F., Borisova T.D., Kalishin A.S., et al. Characterization of artificial, small-scale, ionospheric irregularities in the high-latitude F region induced by high-power, high-frequency radio waves of extraordinary polarization. Geomagnetism and Aeronomy. 2019, vol. 59, no. 6, pp. 759–773. doi: 10.1134/s0016793219060045.
  36. Blagoveshchenskaya N.F., Borisova T.D., Kalishin A.S., et al. Distinctive features of Langmuir and ion-acoustic turbulences induced by O- and X-mode HF pumping at EISCAT. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2020, vol. 125, no. 7, e2020JA028203. doi: 10.1029/2020JA028203.
  37. Blagoveshchenskaya N.F., Borisova T.D., Kalishin A.S., et al. Disturbances of electron density in the high latitude upper (F-region) ionosphere induced by X-mode HF pump waves from EISCAT UHF radar observations. Arctic and Antarctic Research. 2022, vol. 68, no. 3, pp. 248–257. doi: 10.30758/0555-2648-2022-68-3-248-257.
  38. Gurevich A.V. Modern problems of ionospheric modification. Radiophysics and Quantum Electronics. 1999, vol. 42, no. 7, pp. 599–606. doi: 10.1007/BF02677558.
  39. Gurevich A.V., Zybin K.P., Carlson H.C., Pedersen T. Magnetic zenith effect in ionospheric modifications. Phys. Lett. A. 2002, vol. 305, no. 5, pp. 264–274. doi: 10.1016/S0375-9601(02)01450-0.
  40. Kalishin A.S., Blagoveshchenskaya N.F., Borisova T.D., Yeoman T.K. Ion gyro-harmonic structures in stimulated emission excited by X-mode high power HF radio waves at EISCAT. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2021, vol. 126, no. 8, e2020JA028989. doi: 10.1029/2020JA028989.
  41. Kelley M. C. The Earth’s ionosphere: plasma physics and electrodynamics. Academic Press is an imprint of Elsevier, 2009, 556 p.
  42. Kuo S. Linear and Nonlinear Plasma Processes in Ionospheric HF Heating. Plasma. 2021, vol. 4, no. 1, pp. 108–144. doi: 10.3390/plasma4010008.
  43. Leyser T.B. Stimulated electromagnetic emissions by high-frequency electromagnetic pumping of the ionospheric plasma. Space Sci. Rev. 2001, vol. 98, no. 3-4, pp. 223–328. doi: 10.1023/A:1013875603938.
  44. Pedersen T.R., McCarrick M., Selcher E., et al. Magnetic zenith enhancement of HF radio-induced airglow production at HAARP. Geophys. Res. Lett. 2003, vol. 30, no. 4, 1169. doi: 10.1029/2002GL016096.
  45. Rietveld M.T., Kohl H., Kopka H., Stubbe P. Introduction to ionospheric heating at Tromso. I. Experimental overview. J. Atmos. Terr. Phys. 1993, vol. 55, no. 4/5, pp. 577–599. doi: 10.1016/0021-9169(93)90007-L.
  46. Rietveld M.T., Senior A., Markkanen J., Westman A. New capabilities of the upgraded EISCAT high-power HF facility. Radio Sci. 2016, vol. 51, no. 9, pp. 1533–1546. doi: 10.1002/2016RS006093.
  47. Streltsov A.V., Berthelier J.-J., Chernyshov A.A., et al. Past, present and future of active radio frequency experiments in space. Space Sci. Rev. 2018, vol. 214, article number 118. doi: 10.1007/s11214-018-0549-7.
  48. Stubbe P., Hagfors T. The Earth’s ionosphere: A wall-less plasma laboratory. Surveys in Geophysics. 1997, vol. 18, no. 1, pp. 57–127. doi: 10.1023/A:1006583101811.
  49. Utlaut W.F., Cohen R. Modifying the Ionosphere with Intense Radio Waves. Science. 1971, vol. 245, pp. 245–254. doi: 10.1126/science.174.4006.245.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».