Abstract

PACS numbers: 93.30.Ge, 94.20.Cf, 94.20.Dm, 94.20.Fg Purpose: to present temperature variations of electrons and ions obtained at the Institute of Ionosphere (Kharkiv) with an incoherent scatter radar during the 23rd solar cycle minimum, and compare the obtained results with the corresponding data of IRI-2012 model. Design/methodology/approach : Data are obtained by incoherent scattering. Method of solving the inverse radiophysics problem was used for analysis. Two-dimensional ambiguity function was used for specification. Findings: It has been found that in most cases the IRI-2012 model overestimates the values of electron and ion temperatures as against experimental data. The maximum differences are observed at night and can be about 500 K in summer, and 700 K in winter. Also, the effects of sunrise and sunset in magnetoconjugate area are considered. Conclusions: It is confirmed that to adequately describe processes in the ionosphere it is necessary to have a systematic approach which takes into account interaction in ionospheric regions located in magneto-conjugate area. Such regularities must be taken into account for correction of ionospheric model for the Central European region. Key words: method of incoherent scattering, electron temperature, ion temperature, magneto-conjugate area Manuscript submitted: 22.02.2016 Radio phys. radio astron. 2016, 21(2): 132-140 REFERENCES 1. CHERNOGOR, L. F., 2006. Earth–atmosphere–ionosphere–magnetosphere as an open dynamic nonlinear physical system (Part 1). Nelinejnyj mir. vol. 4, no. 12, pp. 655–697 (in Russian). 2. CHERNOGOR, L. F., 2007. Earth–atmosphere–ionosphere–magnetosphere as an open dynamic nonlinear physical system (Part 2). Nelinejnyj mir. vol. 5, no. 4, pp. 198–231 (in Russian). 3. EVANS, J. V., 1969. Theory and Practice of Ionospheric Study by Thomson Scatter Radar. Proc. IEEE. vol. 57, is. 4, pp. 496–530. https://doi.org/10.1109/PROC.1969.7005 4. BILITZA, D. and HOEGY, W. R., 1990. Solar activity variations of ionospheric plasma temperatures. Adv. Space Res. vol. 10, no. 8, pp. 81–90. DOI: https://doi.org/10.1016/0273-1177(90)90190-B 5. TRISKOVA, L., TRUHLIK, V. and SMILAUER, J., 2003. An empirical model of ion composition in the outer ionosphere. Adv. Space Res. vol. 31, no. 3, pp. 653–663. DOI: https://doi.org/10.1016/S0273-1177(03)00040-1 6. OYAMA, K., 1991. Electron temperature measurements carried out by Japanese scientific satellites. Adv. Space Res. vol. 11, no. 10, pp. 149–158. DOI: https://doi.org/10.1016/0273-1177(91)90337-J 7. ARAUJO-PRADERE, E. A., REDMON, R., FEDRIZZI, M., VIERECK, R. and FULLER-ROWELL, T. J., 2011. Some Characteristics of the Ionospheric Behavior During the Solar Cycle 23–24 Minimum. Sol. Phys. vol. 274, is. 1, pp. 439–456. DOI: https://doi.org/10.1007/s11207-011-9728-3 8. SOLOMON, S. C., WOODS, T. N., DIDKOVSKY, L. V., EMMERT, J. T. and QIAN, L., 2010. Anomalously low solar extreme ultraviolet irradiance and thermospheric density during solar minimum. Geophys. Res. Lett. vol. 37, id. L16103. DOI: https://doi.org/10.1029/2010GL044468 9. TARAN, V. I., 2001. Study of the ionosphere in the natural and artificially excited states dy method of incoherent scattering. Geomagnetizm i aeronomija. vol. 41, no. 5, pp. 659–666 (in Russian). 10. DOMNIN, I. F., KOTOV, D. V. and CHERNOGOR, L. F., 2012. Optimization of the ionospheric plasma parameters estimation using the incoherent scatter technique. Nelineinyi mir. vol. 10, no. 6, pp. 380–386 (in Russian). 11. SIUSIUK, M. N., KOTOV, D. V. and BOGOMAZ, A. V., 2011. Modeling two-dimensional uncertainty function in incoherent scatter radar. Vestnik Natsionalnogo tekhnicheskogo universiteta. no. 44, pp. 81–84 (in Russian). 12. TRUHLIK, V., BILITZA, D. and TRISKOVA, L, 2012. A new global empirical model of the electron temperature with the inclusion of the solar activity variations for IRI. Earth Planets Space. vol. 64, pp. 531–543. DOI: https://doi.org/10.5047/eps.2011.10.016 13. APONTE, N., BRUM, CH. G. M., SULZER, M. P. and GONZALEZ, S. A., 2013. Measurements of the O+ to H+ transition height and ion temperatures in the lower topside ionosphere over Arecibo for equinox conditions during the 2008–2009 extreme solar minimum. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 118, pp. 4465–4470. DOI: https://doi.org/10.1002/jgra.50416 14. PICONE, J. M., HEDIN, A. E. and DROB, D. P., 2002. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparisons and scientific issues. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 107, no. A12, id. 1468. DOI: 0.1029/2009JA009430 15. CARLSON, H. C., 1966. Ionospheric Heating by Magnetic Conjugate-Point Photoelectron. J. Geophys. Res. Space Phys. vol. 71, no. 1, pp. 195–199. DOI: 10.1029/JZ07li001p00195 16. KAKINAMI, Y., BALAN, N., LIU, J. Y. and OYAMA, K., 2010. Predawn ionospheric heating observed by Hinotori satellite. J. Geophys. Res. vol. 115, id. A01304. DOI: 10.1029/2009JA014334 17. Bryunelli, B. E. and Namgaladze, A. A., 1987. Physics of the ionosphere. Moscow: Nauka Publ. (in Russian).

Highlights

  • Цель работы: представить вариации температур электронов и ионов, полученных с помощью радара некогерентного рассеяния Института ионосферы НАН и МОН Украины в период минимума 23-го цикла солнечной активности, а также сравнить полученные результаты с соответствующими данными модели ионосферы IRI-2012

  • that in most cases the IRI-2012 model overestimates the values of electron and ion temperatures

  • The maximum differences are observed at night

Read more

Summary

Ââåäåíèå

Исследование высотно-временных вариаций температур электронов и ионов в ионосфере имеет важное фундаментальное и прикладное значение. В настоящее время существует ряд эмпирических моделей поведения температур электронов и ионов, среди них модели авторов: Эванс [3], Билитца и Хоэджи [4], Трухлик и др. Вариации плазменных температур в ионосфере над Харьковом в течение глубокого минимума солнечной активности ности 2006–2010 гг. 23-й солнечный цикл длился на протяжении 12.4 года (от 1996.4 до 2008.8), дольше, чем предыдущие солнечные циклы (22-й длился 9.7, а 21-й – 10.3 года). Цель настоящей работы – представить вариации температур электронов и ионов, полученные с помощью радара НР Института ионосферы НАН и МОН Украины в период минимума 23-го цикла солнечной активности, а также сравнить эти результаты с соответствующими данными модели ионосферы IRI-2012 (International Reference Ionosphere). Планетарный индекс геомагнитной активности K p не превышал значения 4, индекс Ap был не больше 6 (дни, когда Ap 30, считаются магнитоспокойными)

Ñðåäñòâà è ìåòîäû
Ðåçóëüòàòû íàáëþäåíèé
Ñðàâíåíèå ñ äàííûìè ìîäåëè IRI-2012
Îáñóæäåíèå
Âûâîäû
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call