Морские информационно-управляющие системы Май 2015, № 7 | Page 83

Опубликован ряд статей, посвященных изучению воз‑ можного влияния тропических циклонов на разные слои ионосферы (см., например, [1]). В  названной публика‑ ции было показано, что на  расстоянии порядка 3000  км от центра циклона концентрация электронов в ионосфе‑ ре падает. Цель нашего исследования  – поиск влияния зимних циклонов на  параметры ионосферы на  основе данных, которые получены методом томографического зондирования средствами недавно созданной цепи то‑ мографических станций, расположенных на полуострове Камчатка. Важной особенностью эксперимента, в отличие от [1], является расположение станций непосредственно в районе действия циклонов. Наблюдение за  состоянием ионосферы велось средствами автоматического зондирования с использованием низкоорбитальных навигационных космических аппаратов в  условиях пониженной сейсмичности. Приемные станции были расположены в меридиональ‑ ном направлении полуострова Камчатка в  селах Пара‑ тунка, Мильково и Эссо. Показано, что при прохождении ночных циклонов 18 января, 3 и 17 февраля 2013 года над Камчаткой, в области над их эпицентрами происходило синхронное повышение электронной концентрации по сравнению с ближайшими днями без циклонов. С ростом широты, то есть по мере удаления от центра циклона, концентрация электронов в  сравнении со  спокойными днями уменьшалась. Работа выполнена в рамках целевой программы ДВО РАН «Спутниковый мониторинг Дальнего Востока для проведения фундаментальных научных ис‑ следований ДВО РАН» и проекта по Программе Президиу‑ ма РАН № 12–1‑P22–01. Рис. 1. Схема расположения станций приема и распространения зондирующего сигнала Результаты радиотомографического зондирования ионосферы Радиотомографическое зондирование ионосферы (F‑слоя атмосферы) проводилось над территорией полу‑ острова Камчатка с помощью лучевой радиотомографии. Задачи лучевой радиотомографии решались на практике с  помощью искусственного спутника Земли и  несколь‑ ких приемников, которые располагались в  плоскости пролета спутника. В  качестве источников когере нтного сигнала использовались низкоорбитальные навигацион‑ ные спутники типа «Космос», что позволяет восстановить вертикальное распределение электронной концентрации вдоль трассы пролета спутника с хорошим разрешением: 25 км по высоте и 50 км по ширине. Наземные приемни‑ ки сигналов, как уже сказано выше, расположены в селах Паратунка, Мильково, Эссо (рис. 1) в субмеридиональном направлении (158,33° в. д.), что обусловлено углом накло‑ нения орбиты спутников (83°). Приемные станции работа‑ ли в автоматическом режиме. Томографическая реконструкция представляет собой обратную задачу. По  данным о  полном электронном со‑ держании вдоль пути распространения сигнала «прием‑ ник-спутник» необходимо было восстановить функцию пространственных переменных в  узлах заданной сет‑ ки  [2,  3]. При этом интегральной характеристикой при зондировании ионосферы являлась полная фаза радио‑ сигнала, пропорциональная полному электронному содер‑ жанию вдоль распространения сигнала. Из-за сложностей с определением начальной фазы был выбран метод фазо‑ разностной томографии, основанный на  использовании производной фазы, который является более чувствитель‑ ным к  относительно малым неоднородностям концентра‑ ции электронов, вносящих незначительный вклад в  фазу и значительный – в ее производную. Далее по набору изме‑ нений интегральной характеристики была сформирована и решена система алгебраических уравнений. Для исследования отобраны циклоны, прошедшие над Камчаткой за период с января по февраль 2013 года (см. та‑ блицу 1) в  условиях спокойной и  умеренно спокойной магнитной обстановки (K≤17). В  период их прохождения в камчатском регионе отсутствовали сильные землетрясе‑ ния. Это дает возможность надеяться, что если существуют эффекты влияния циклонов на ионосферу, то это влияние не  будет замаскировано ионосферными возмущениями другой природы. В левой половине таблицы 1 приведены дата прохождения циклона, время пролета спутника, сум‑ марный на эту дату трехчасовой индекс магнитной актив‑ ности (Kp) по  магнитной станции «Паратунка». Во  второй половине таблицы представлена информация ближайшего дня без циклона, с которым сравнивалось распределение электронов. Время пролета спутника в опорный день выби‑ ралось по возможности максимально близким ко времени пролета в день циклона. 81