В применении к экспериментальным измерениям параметров нейтральной компоненты в ионосфере Земли проанализировано распространение квазигармонических импульсов акустико-гравитационных волн (АГВ) ограниченной длительности в изотермической атмосфере. Получен критерий слабых искажений импульсных сигналов при их распространении на значительные расстояния. Рассмотрены также отражение и преломление таких импульсов атмосферными слоями с параболической зависимостью равновесной температуры в них от высоты. Показано, что при выполнении определенных условий импульсы АГВ могут распространяться без искажений на большие расстояния.
Подробно описана разработанная нами и усовершенствованная на основе многолетних измерений параметров ионосферы и нейтральной атмосферы методика определения температуры нижней термосферы. Сформулированы требования к проведению измерений методом, основанным на резонансном рассеянии пробных радиоволн искусственными периодическими неоднородностями ионосферной плазмы. Обоснованы основные требования к регистрации сигналов, рассеянных неоднородностями, и обработке данных. Показано, что нижний предел определения температуры по высоте ограничен уровнем турбопаузы, верхний – условием выполнения теплового равновесия. Приведены примеры высотно-временны́х вариаций температуры на высотах 90–130 км. Представлены новые данные, полученные в результате экспериментов на стенде СУРА (56.15° N; 46.11° E) в сентябре 2021 г. Высотное и временнóе разрешение порядка 1 км и 15 с, соответственно, позволяют изучать как быстрые, так и медленные процессы в нижней термосфере. Продемонстрирована большая изменчивость температуры на высотах 90–130 км в течение суток и ото дня ко дню, обусловленная распространением атмосферных волн с периодами от 5–10 мин до нескольких часов. Обсуждаются особенности сглаживания высотного профиля по высоте и во времени, влияние на результат определения температуры использования реального и модельного профилей электронной концентрации, а также влияние спорадического слоя Е, атмосферной турбулентности и других природных факторов. Выполнено сопоставление профилей температуры с моделью MSIS-E-90 и данными спутниковых измерений.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации