Атмосфера та іоносфера

3_IonosphereІоносфера є частиною навколоземного простору на висотах від 50—80 км до 400 – 500 км з відносно високою концентрацією заряджених частинок.
Іоносфера ділиться на області збільшеної іонної концентрації (шари) з поступовими переходами між ними. Це область D (60—110 км), де вночі іонізація майже зникає, Е (110 —140 км), F1 (140—220 км) і F2 (220—400 км). Електропровідність в іоносфері є досить великою. Вже на висоті 100 км вона в 100— 1000 раз більша, ніж провідність біля земної поверхні. Тому радіохвилі зазнають в іоносфері поглинання, відбиття і заломлення.
Спостереження показують, що іоносфера. знаходиться в стані постійного і складного руху, що визначається комплексом впливів сил тяжіння, електричних і магнітних сил, теплових процесів. Змінні у просторі та часі потоки енергії надходять в іоносферу як знизу – від приземних шарів атмосфери, так і згори – від магнітосфери та Сонця. Властивості іоносфери регулярно досліджуються на значній мережі станцій по всій земній кулі за допомогою спостережень над відбиттям від різних іоносферних шарів радіохвиль різної частоти. Розподіл електронної концентрації в іоносфері визначається також за допомогою ракет і супутників.
У відділі проводяться дослідження хвильових процесів в іоносфері на основі супутникових та наземних вимірювань. Актуальність цих робіт обумовлена недостатньою вивченістю проблеми виникнення хвильових збурень в іоносфері, згенерованих потужними джерелами як в нижній атмосфері (урагани, погодні фронти, землетруси), так і в магнітосфері та сонячному вітрі (висипання заряджених частинок, джоулів нагрів та інші процеси енерговиділення). Дослідження виконуються на основі теоретичних методів гідродинаміки і магнітоелектродинаміки з використанням числових методів для порівняння теоретичних моделей з експериментальними даними.
АГХ в іоносфері. Розроблено методики для визначення спектральних та енергетичних характеристик акустико-гравітаційних хвиль (АГХ) за супутниковими вимірюваннями. Визначено глобальні закономірності просторового розподілу та переважаючі напрямки поширення АГХ на іоносферних висотах. Виявлено визначальний вплив вітрів на формування хвильового поля у високоширотній термосфері. Показано що горизонтально неоднорідні течії є природними низькочастотними фільтрами і підсилювачами акустико-гравітаційних хвиль. Врахування цього ефекту дозволило узгодити результати супутникових вимірювань та наземних спостережень АГХ в полярній термосфері. В рамках простої моделі показано, що при вихровому русі середовища виникають АГХ з частотами, близькими до частоти Брента-Вяйсяля. Проведено порівняння отриманих результатів з даними супутникових вимірювань АГХ над полярними шапками. За даними вимірювань на екваторіальному супутнику Atmospheric Explorer-Е досліджено основні властивості акустико-гравітаційних хвиль, що генеруються рухом сонячного термінатора на іоносферних висотах. Показано, що основна хвильова мода рухається синхронно з термінатором.
Вплив інфразвуку на стан іоносфери. Проведено наземно-космічний експеримент з активною дією на іоносферу наземного параметричного акустичного генератора (за участю ЛЦ ІКД). На основі отриманих експериментальних даних та аналізу комплексних наземно-космічних експериментів з вивчення ефектів акустичного збурення іоносфери побудовано нову модель нелінійної параметричної генерації інфразвукового сигналу та його поширення від поверхні Землі до іоносфери.