О взаимодействии ультранизкочастотных волн с ионосферой
27 июля 2026 г.
В Russian Journal of Earth Sciences опубликован обзор наблюдений полного электронного содержания для изучения взаимодействия ультранизкочастотных волн с ионосферой.
Авторами стали В. А. Пилипенко¹,², С. Мэн³, В. Б. Белаховский⁴,⁵, П. Костина1 (1Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН, 2Геофизический центр РАН, 3Научно-технический университет Китая, 4Полярный геофизический институт, 5Институт солнечно-земной физики СО РАН).
В ионосфере происходит обмен энергией между атмосферой и космической плазмой. Энергию в геопространстве переносят ультранизкочастотные (УНЧ) волны. Магнитогидродинамические (МГД) волны передают энергию от внешней магнитосферы к нижней ионосфере и земной поверхности. Взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой служит постоянным источником различных типов МГД-волн в УНЧ-диапазоне, которые заполняют магнитосферу и достигают ионосферы.
Четыре глобальных навигационных спутниковых системы (ГНСС), GPS, ГЛОНАСС, Beidou и Galileo, предоставляют информацию о вариациях ионосферного параметра – полного электронного содержания (ПЭС). В настоящее время метод ГНСС позволяет обнаруживать ионосферное изображение катастрофических событий в верхней атмосфере. Наблюдения ПЭС с помощью всемирной сети приёмников ГНСС стали мощным инструментом для мониторинга ионосферных возмущений, вызванных акустико-гравитационными волнами. Источниками последних являются импульсные события ниже ионосферы: землетрясения, цунами, извержения вулканов и взрывы.
Метод ГНСС/ПЭС оказался достаточно чувствительным для обнаружения ионосферных сигнатур длиннопериодных УНЧ-волн и переходных процессов. Информация о ПЭС, полученная с помощью ГНСС, может дать новое понимание физики взаимодействия МГД-волн с ионосферной плазмой. В опубликованном обзоре обобщены недавние исследования, в которых использовались данные ГНСС/ПЭС.
Авторы делают вывод о том, что длиннопериодные геомагнитные пульсации Pc5, являясь наиболее мощным волновым процессом в земной среде, могут значительно модулировать локальные плотности магнитосферной и ионосферной плазмы. Метод ГНСС/ПЭС может эффективно использоваться в качестве дополнительного инструмента для изучения физики УНЧ-волн в околоземном пространстве. На сегодняшний день эффект модуляции ПЭС УНЧ-волнами является вызовом для теории МГД-волн, поскольку механизмы, ответственные за такую модуляцию, до сих пор не установлены с достаточной определённостью.