Search

A comprehensive study of the response of the ionosphere-plasmasphere system at mid-latitudes to weak (Dstmin > -50 nT) magnetic storms is presented. For the first time, it is shown that weak magnetic disturbances can lead to significant modulation of ionosphere-plasmasphere H+ ion fluxes. It is found that this modulation is caused by the enhancements/reductions of the topside O+ ion density, which is induced by F2-layer peak height rise and fall during the storms. The F2-layer motion is caused by thermospheric wind changes and by a penetration electric field. Both drivers are closely related to the changes in the Bz component of interplanetary magnetic field. The most prominent manifestation of the H+ ion flux modulation is strong changes in H+ ion fraction in the topside ionosphere. This study also indicates that the NRLMSISE-00 model provides the correct relative changes of neutral H density during weak magnetic storms and also that there is a compelling need to include geomagnetic activity indices, in addition to solar activity (F10.7), as input parameters to empirical topside ionosphere models.

Приведены результаты исследования отклика области F и внешней ионосферы на сильную магнитную бурю 13–14 ноября 2012 г. (Kp max= 6+ ). Наблюдения проведены с помощью радара некогерентного рассеяния, расположенного вблизи г. Харькова. Магнитная буря сопровождалась ионосферной бурей со знакопеременными фазами. Особенностью данной бури является наличие двух положительных и одной отрицательной фаз возмущения. Ключевые слова: геокосмическая буря, фазы ионосферной бури, ионосфера, некогерентное рассеяние Статья поступила в редакцию 14.02.2014 Radio phys. radio astron. 2014, 19(2): 170-180 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Черногор Л. Ф., Домнин И. Ф . Физика геокосмических бурь. – Х.: ХНУ имени В. Н. Каразина, 2014. – 408 с. 2. Chernogor L. F., Grigorenko Ye. I., Lysenko V. N., and Taran V. I. Dynamic processes in the ionosphere during magnetic storms from the Kharkov incoherent scatter radar observations // Int. J. Geomagn. Aeron. – 2007. – Vol. 7, No. 3. – id. GI3001. 3. Buonsanto M. J. Ionospheric Storms: A Review // Space Sci. Rev. – 1999. – Vol. 88, No. 3–4. – P. 563–601. 4. Mikhailov A. V. and Foster J. C. Daytime thermosphere above Millstone Hill during severe geomagnetic storms // J. Geophys. Res: Space Phys. – 1997. – Vol. 102, Is. A8. – P. 17275–17282. 5. Danilov A. D. F2 region response to geomagnetic disturbances // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. – 2001. – Vol. 63, Is. 5. – P. 441–449. 6. Домнин И. Ф., Емельянов Л. Я., Кацко С. В., Ляшенко М. В., Черногор Л. Ф. Ионосферные эффекты магнитной бури 13–15 ноября 2012 г. // Cб. тез. докл. 13-й украинской конф. по космическим исследованиям. – Евпатория (Украина). – 2013. – С. 52. 7. Кацко С. В. Геокосмическая буря 14 ноября 2012 года: результаты наблюдений на харьковском радаре некогерентного рассеяния // Сб. тез. докл. конф. ИОН-2013 “Дистанционное радиозондирование ионосферы”. – Малый Маяк, Крым (Украина). – 2013. – С. 46. 8. Черногор Л. Ф. Физика Земли, атмосферы и геокосмоса в свете системной парадигмы // Радиофизика и радиоастрономия. – 2003. – Т. 8, № 1. – С. 59–106. 9. Черногор Л. Ф. Земля – атмосфера – ионосфера – магнитосфера как открытая динамическая нелинейная физическая система. 1 // Нелинейный мир. – 2006. – Т. 4, № 12. – С. 655–697. 10. Бархатов Н. А., Бархатова О. М. Выявление классов ионосферной возмущенности по многолетним данным о критической частоте слоя F2 // Геомагнетизм и аэрономия. – 2012. – Т. 52, № 4. – С. 510–518. 11. Mikhailov A. V., Skoblin M. G., and Forster M. Daytime F2-layer positive storm effect at middle and lower latitudes // Ann. Geophys. – 1995. – Vol. 13, No. 5. – P. 532–540. 12. Данилов А. Д., Морозова Л. Д. Ионосферные бури в области F2. Морфология и физика (обзор) // Геомагнетизм и аэрономия. – 1985. – Т. 25, № 5. – С. 705–721. 13. Кринберг И. А., Тащилин А. В. Ионосфера и плазмосфера. – М.: Наука, 1984. – 190 с. 14. Данилов А. Д., Морозова Л. Д., Мирмович Э. Г. О возможной природе положительной фазы ионосферных бурь // Геомагнетизм и аэрономия. – 1985. – Т. 25, № 5. – С. 768–772. 15. Черногор Л. Ф. Земля – атмосфера – ионосфера – магнитосфера как открытая динамическая нелинейная физическая система. 2 // Нелинейный мир. – 2007. – Т. 5, № 4. – С. 225–246. 16. Chernogor L. F. The Earth – atmosphere – geospace system: main properties and processes // Int. J. Remote Sens. – 2011. – Vol. 32, No. 11. – P. 3199–3218.

Calculation of dynamic and thermal processes parameters during the severe magnetic storm of August 5–6, 2011 (Kp max=8−) are presented. The magnetic storm was accompanied by negative ionospheric disturbance over Kharkiv which caused a number of changes in ionosphere. Plasma heating was observed during electron concentration depression in the F-layer which was accompanied by changes in neutral atmosphere composition and ionospheric dynamics.