Вариации амплитуды ОНЧ радиосигналов передатчиков JXN и DHO при регистрации в Якутске в период солнечного затмения 10 июня 2021 г.

Солнечное затмение оказывает влияние на верхнюю атмосферу Земли. Преимуществом такого естественного воздействия является то, что время затмения можно рассчитать заранее и подготовиться к экспериментам. Динамические процессы во время каждого затмения зависят от гелиогеофизической обстановки. Радиоволны диапазона ОНЧ способны распространяться на тысячи километров в волноводе Земля - ионосфера. Расположение ОНЧ радиотрасс определяет пространство для мониторинга нижней ионосферы (как части верхней атмосферы). Исследовались вариации амплитуд ОНЧ радиосигналов, принимаемых в Якутске от передатчиков DHO (23,4 кГц, 53,08° N, 7,62° E) и JXN (16,4 кГц, 66,97° N, 13,87° E). Большая часть этих радиотрасс располагается на арктической территории Евразии. Зарегистрированные суточные вариации амплитуды ОНЧ сигналов DHO и JXN с 7 по 13 июня 2021 г. объясняются вариацией потока ионизирующего излучения солнца, интерференцией мод высших порядков при прохождении восходного и заходного терминаторов по участкам радиотрасс, а также режимом работы передатчиков. В период солнечного затмения 10 июня 2021 г. минимальное среднее значение отношения площадей открытой части диска Солнца к полной составило 0,532 (11:39:18 UTC) и 0,411 (11:33:00 UTC) вдоль радиотрасс DHO - Якутск и JXN - Якутск соответственно. Эффект затмения проявился в виде повышения амплитуды в максимуме на 1,62 дБ (11:39:18 UTC) и 1,4 дБ (11:26:42 UTC) для сигналов DHO и JXN соответственно. Малые затраты на изготовление ОНЧ приемников, возможность охвата больших территорий делают регистрацию ОНЧ сигналов удобным инструментом для зондирования нижней ионосферы над труднодоступными и малонаселенными территориями.

1. Ионосферные возмущения в Восточно-Азиатском регионе : монография / Г. А. Жеребцов, Shi Jiankui, Н.П. Перевалова [и др.]. - Москва : Геос, 2021. - 338 с.

2. A. J. Coster, L. Goncharenko, S.-R. Zhang [et al.] (2017) ‘GNSS observations of ionospheric variations during the 21 August 2017 solar eclipse’ Geophysical Research Letters, 44, рр. 12,041-12,048.

3. Черняков, С. М. Экспериментальное определение эффективных коэффициентов рекомбинации в D-области ионосферы высоких широт во время солнечных затмений по данным метода частичных отражений / С. М. Черняков // Вестник МГТУ. - 2017. - Т. 20, - № 1-2. - С. 219-230.

4. Брюнелли, Б. Е. Физика ионосферы : монография / Б. Е. Брюнелли, А. А. Намгаладзе. - Москва : Наука, 1988. - 528 С.

5. Thomson, N.R., Clilverd, M.A., McRae, W.M. (2007) ‘Nighttime ionospheric D region parameters from VLF phase and amplitude’, Journal of Geophysical Research: Space Physics, Issue A7, p. A07304.

6. Barr, R.D., Jones, L., Rodger, C.J (2000) ‘ELF and VLF radio waves’ Journal of Atmospheric and Solar Terrestrial Physics, 62, Issue 17-18, рp. 1689-1718.

7. Chakrabarti, S.K., Sasmal, S., Chakraborty, S. [et al.] (2018) ‘Modeling D-region ionospheric response of the Great American TSE of August 21, 2017 from VLF signal perturbation’ Advances in Space Research, 62(3), pр. 651-661.

8. Wang, X., Li, B., Zhao F. [et al.] (2021) ‘Variation of Low-Frequency Time-Code Signal Field Strength during the Annular Solar Eclipse on 21 June 2020: Observation and Analysis’ / Sensors, 21(4), p. 1216.

9. Clilverd, M.A., Rodger, C.J., Thomson N.R. [et al.] (2001) ‘Total solar eclipse effects on VLF signals: Observations and modeling’ Radio Science, 36(4), pp. 773-788.

10. Kozlov, V.I., Karimov, R.R., Mullayarov, V.A. (2007) ‘Observation of signals of VLF radio stations and VLF noise during the solar eclipse on March 29, 2006’ Russian Physics Journal, 50(6), pp. 617-621.

11. Solovieva, M.S., Rozhnoi, A.A., Fedun, V., Schwingenschuh K. (2015) ‘Effect of the Total Solar Eclipse of March 20, 2015, on VLF/LF Propagation’ Geomagnetism andAeronomy, 56(3), pp. 323-330.

12. Rozhnoi, A., Solovieva, M., Shalimov, S. [et al.] (2020) ‘The effect of the 21 August 2017 total solar eclipse on the phase of VLF/LF signals’ Earth and Space Science, 7(2), p. e2019EA000839.

13. Вариации амплитуды и фазы сигналов ОНЧ-радиостанций в период солнечного затмения 20 марта 2015 г. при регистрации в Якутске и Улан-Удэ / В. И. Козлов, А. А. Корсаков, Р. Р. Каримов [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2016. - Т. 13. - № 4. - С. 195-203.

14. Альперт, Я. Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера : монография / Я. Л. Альперт. - [Изд. 2-е, переработанное и дополненное]. - Москва : Наука, 1972. - 564 c.

15. Каталог солнечных затмений. Кольцеобразное солнечное затмение 10 июня 2021 года : [сайт]. - Москва. - URL: https://www.secl.ru/eclipse_catalog/2021_6_10.html (дата обращения: 09.09.2021).

16. Обстоятельства затмения Солнца 10 июня 2021 г. ИПА РАН [сайт]. - Санкт-Петербург. -URL: https://iaaras.ru/media/data/ae2021/20210610soa.txt (дата обращения: 10.09.2021).

17. Дагаев, М. М. Солнечные и лунные затмения : монография / М. М. Дагаев. - Москва : Наука, 1978. - 208 c.

18. Моисеенко, Л. Н. Изменение эффективной высоты ионосферы в период солнечного затмения / Л. Н. Моисеенко, Р. С. Шубова // Известия вузов. Радиофизика. - 1978. - Т. XXI. - № 2. - С. 269-274.

19. Schlyter, P. Computing planetary positions - a tutorial with worked examples: - URL: http://stjarnhimlen.se/comp/tutorial.html (Accessed:12.09.2021).

20. Jacobsen, T. The Russian VLF time-signal stations, “Beta”: - URL: http://www.vlf.it/russianvlf/russianvlf.htm (Accessed: 12.09.2022).

21. Полетаев, А. С. Когерентное детектирование СДВ радиосигналов, распространяющихся в волноводе Земля - ионосфера : диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук : 01.04.03 / Полетаев Александр Сергеевич. - Иркутск, 2019. - 217 с.

22. Thomson, N.R., Clilverd, M.A., Rodger, C.J. (2014) ‘Low-latitude ionospheric D region dependence on solar zenith angle’ Journal of Geophysical Research: Space Physics, 119, Issue 8, рp. 6865-6875.

23. HM Nautical Almanac Office [сайт]: http://astro.ukho.gov.uk/eclipse/0232021/ (Accessed: 10.09.2021).

24. Lyakhov, A.N., Goncharov, E.S., Losseva, T.V. (2020) ‘FDTD, FDFD, and mode sum methods for VLF-LF propagation in the lower ionosphere’ 26th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics, Atmospheric Physics. SPIE, 2020, 11560, p. 115608S.