Аннотация:
Дан обзор современного состояния исследований явлений, происходящих в верхней ионосфере (F-слой) под воздействием излучения мощных коротковолновых передатчиков. Основное внимание уделено динамическим характеристикам высокочастотной (плазменные волны) и низкочастотной (неоднородности плотности различных масштабов) турбулентности, изученным в ходе экспериментов на нагревных стендах “Сура” и HAARP с использованием современной радиоприёмной и оптической аппаратуры и специальных временных и частотных режимов воздействия. Эти режимы были разработаны с учётом характерных свойств нелинейных процессов в возмущённой ионосфере. Экспериментальные результаты сопоставляются с теоретическими моделями турбулентности столкновительной магнитоактивной плазмы в поле мощных электромагнитных волн, что даёт возможность идентификации процессов, ответственных за наблюдаемые свойства искусственной ионосферной турбулентности.
Разделы 1, 2.1, 4.3 и 5.3 настоящей работы выполнены в рамках госзадания З.1252.2014/к, при поддержке гранта РФФИ 16-02-00798 и Air Force Office of Scientific Research. Разделы 2.2, 3, 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 и 7 выполнены при поддержке гранта РНФ 14-12-00706, раздел 6 — при поддержке гранта РФФИ 16-32-60176.
Поступила:28 июня 2016 г. Одобрена в печать: 7 июля 2016 г.
Образец цитирования:
С. М. Грач, Е. Н. Сергеев, Е. В. Мишин, А. В. Шиндин, “Динамические характеристики плазменной турбулентности ионосферы, инициированной воздействием мощного коротковолнового радиоизлучения”, УФН, 186:11 (2016), 1189–1228; Phys. Usp., 59:11 (2016), 1091–1128
Bengt Eliasson, Paul A. Bernhardt, “The generation of whistler, lower hybrid, and magnetosonic waves by satellites passing through ionospheric magnetic field aligned irregularities”, Physics of Plasmas, 32:1 (2025)
Tatiana Borisova, Nataly Blagoveshchenskaya, Alexey Kalishin, Andrey Kovalev, “Determination of the vector velocity of artificial ionospheric irregularities based on Doppler measurements by the bi-static scatter method of HF radio signals propagating over long radio paths”, Solnechno-Zemnaya Fizika, 10:2 (2024), 79
Tatiana Borisova, Nataly Blagoveshchenskaya, Alexey Kalishin, Andrey Kovalev, “Determination of the vector velocity of artificial ionospheric irregularities based on Doppler measurements by the bi-static scatter method of HF radio signals propagating over long radio paths”, Solar-Terrestrial Physics, 10:2 (2024), 74
Atefe Esmaeili-Karnawah, Reza Fallah, Seyed Mohammad Khorashadizadeh, Ali Reza Niknam, “Propagation characteristics analysis of high-frequency radio waves in the lower ionosphere layers”, Heliyon, 2024, e40963
N. A. Aidakina, S. V. Korobkov, M. E. Gushchin, I. Yu. Zudin, A. V. Strikovskiy, “Experimental demonstration of the “unipolar cell” dynamics in a large laboratory magnetoplasma”, Physics of Plasmas, 31:12 (2024)
Tatiana Borisova, Nataly Blagoveshchenskaya, Alexey Kalishin, “Features of artificial ionosphere turbulence induced by the O- and X-mode HF heating near the F2-layer critical frequency”, Solar-Terrestrial Physics, 9:1 (2023), 21
Tatiana Borisova, Nataly Blagoveshchenskaya, Alexey Kalishin, “Features of artificial ionosphere turbulence induced by the O- and X-mode HF heating near the F2-layer critical frequency”, Solnechno-Zemnaya Fizika, 9:1 (2023), 22
Brett Isham, Terence Bullett, Björn Gustavsson, Emil Polisensky, Christiano Brum, Christopher Fallen, Vasyl Belyey, Francisco Parra-Rojas, Leila Norouzi, Arturs Stramkals, Mehmet Baran Ökten, “Science goals for a high-frequency radar and radio imaging array”, Front. Astron. Space Sci., 10 (2023)
James LaBelle, “Radio emissions of auroral origin observable at ground level: outstanding problems”, Front. Astron. Space Sci., 10 (2023)
И. Ю. Зудин, М. Е. Гущин, А. В. Стриковский, С. В. Коробков, И. А. Петрова, А. Н. Катков, В. В. Кочедыков, “Особенности турбулентности, возбуждаемой импульсной высокочастотной накачкой в замагниченной плазме”, Письма в ЖЭТФ, 116:1 (2022), 46–53; I. Yu. Zudin, M. E. Gushchin, A. V. Strikovskiy, S. V. Korobkov, I. A. Petrova, A. N. Katkov, V. V. Kochedykov, “Features of turbulence excited by pulsed high-frequency pump in a magnetoplasma”, JETP Letters, 116:1 (2022), 41–47
Yuliya Legostaeva, Alexei Shindin, Savely Grach, “Response of ionospheric electron density profile to the action of powerful HF radio-wave radiation”, Solnechno-Zemnaya Fizika, 8:3 (2022), 74
Evgeny V. Mishin, Anatoly V. Streltsov, Nonlinear Wave and Plasma Structures in the Auroral and Subauroral Geospace, 2022, 345
Alexander B. Beletsky, Ivan D. Tkachev, Igor A. Nasyrov, Savely M. Grach, Denis A. Kogogin, Alexey V. Shindin, Roman V. Vasilyev, “Some Results of Photometric Measurements of Ionospheric Artificial Airglow at 557.7 and 630 nm Lines of Atomic Oxygen Caused by High-Frequency Radio Emission of the SURA Facility during Development of Sporadic E Layer”, Atmosphere, 13:11 (2022), 1794
Yuliya Legostaeva, Alexei Shindin, Savely Grach, “Response of ionospheric electron density profile to the action of powerful HF radio-wave radiation”, Solar-Terrestrial Physics, 8:3 (2022), 69
A. G. Demekhov, “The Formation of Large-Scale Plasma Disturbances Upon HF Ionosphere Heating: Dependence of the Disturbance Parameters on the Frequency and Power of HF Radiation”, Radiophys Quantum El, 65:2 (2022), 73
A. S. Kalishin, N. F. Blagoveshchenskaya, T. D. Borisova, D. D. Rogov, “Remote diagnostics of effects induced by high-latitude heating facilities”, Russ. Meteorol. Hydrol., 46:4 (2021), 231–240
A. V. Shindin, E. N. Sergeev, S. M. Grach, G. M. Milikh, P. Bernhardt, C. Siefring, M. J. McCarrick, Yu. K. Legostaeva, “HF-induced modifications of the electron density profile in the Earth's ionosphere using the pump frequencies near the fourth electron gyroharmonic”, Remote Sens., 13:23 (2021), 4895
G. Consolini, R. Tozzi, P. De Michelis, I. Coco, F. Giannattasio, M. Pezzopane, M. F. Marcucci, G. Balasis, “High-latitude polar pattern of ionospheric electron density: Scaling features and IMF dependence”, J. Atmos. Sol.-Terr. Phys., 217 (2021), 105531
Yu. K. Legostaeva, A. V. Shindin, S. M. Grach, “Response of background optical emission to ionospheric heating by high-power radio emission”, Geomagn. Aeron., 61:3 (2021), 389–398