Представлены результаты экспериментальных исследований явлений в высокоширотной верхней ( F -область) ионосфере, вызванных воздействием мощных радиоволн КВ-диапазона обыкновенной (О-мода) поляризации на частотах нагрева f H , существенно превышающих критическую частоту слоя F 2 ( f H – fоF 2 = 0.9–1.1 МГц). Результаты базируются на данных экспериментов, выполненных на КВ нагревном стенде EISCAT/Heating в г. Тромсё, северная Норвегия (69.6° N, 19.2° E). В период экспериментов мощная радиоволна КВ-диапазона О-поляризации излучалась в направлении магнитного зенита с максимальной эффективной мощностью излучения 350–550 МВт. Впервые обнаружено, что в условиях, когда мощная радиоволна КВ-диапазона О-поляризации не отражалась от ионосферы, происходит образование дактов повышенной электронной плотности Ne , генерация мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднородностей и узкополосного (в полосе ±1 кГц относительно частоты нагрева) искусственного радиоизлучения ионосферы, регистрируемого на расстоянии ~1200 км от нагревного стенда. Выполнено сравнение характеристик мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднородностей и спектральной структуры искусственного радиоизлучения ионосферы при альтернативном О-/Х- нагреве в магнитный зенит на частотах, существенно превышающих критическую частоту слоя F 2. Установлено, что в целом их поведение имеет одинаковый характер, однако эволюция развития рассмотренных явлений при О- и Х-нагреве отличается.

Работа посвящена исследованиям процессов взаимодействия ионосферы и магнитосферы Земли, при возбуждении искусственных возмущений в F-области авроральной ионосферы нагревным стендом EISCAT/Heating. Эксперимент проводился в дневное время при ступенчатом изменении эффективной мощности излучения стенда. Одновременными измерениями методом ракурсного рассеяния радиоволн и наземными магнетометрами зарегистрированы волновые возмущения с периодами (130–140) с, соответствующими пульсациям Рс4. Вариации сдвига доплеровской частоты были коррелированны с изменениями мощности стенда. При анализе использованы результаты измерений радаром некогерентного рассеяния радиоволн на частоте 930 МГц (г. Тромсе) и численных расчетов. Показано, что ионосферная скорость дрейфа мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднородностей была модулирована магнитосферными волнами Альвена. Рассмотрена возможность воздействия мощного КВ радиоизлучения на амплитуду альфвеновской волны за счет модификации коэффициента отражения ионосферных торцов магнитосферного резонатора и генерации исходящей альфвеновской волны над областью локального усиления ионосферной проводимости.

Представлены результаты исследования параметров пульсаций в диапазоне периодов Рс4–5 по данным измерений методом ракурсного рассеяния радиоволн с использованием KB нагревного стенда EISCAT/Heating (г. Тромсе, Норвегия) и наземных магнитометров сети IMAGE (Скандинавия). Наблюдения выполнялись в утренние часы 3 октября 2006 г. при развитии суббури на ночной стороне. Анализ данных наблюдений в период с 10:00 до 10:20 UT показал наличие волновых возмущений с периодами, соответствующими пульсациям Рс4–5 (80–240 с). По данным одновременных доплеровских наблюдений на двух трассах реконструировано поведение полного вектора движения ионосферных неоднородностей и напряженности электрического поля в искусственно возмущенной высокоширотной F области ионосферы. В целом наблюдается соответствие во временном ходе поведения пульсаций Рс4–5 в магнитных и ионосферных данных: между амплитудой скорости |V| и Х-компонентой магнитного поля Земли, а также между азимутом движения неоднородностей и Y-компонентой. В период эксперимента по магнитным данным одновременно регистрировались волны крупномасштабного характера, соответствующие собственным резонансам магнитных силовых линий (малые значения азимутального числа |m| 2–4), и мелкомасштабные (большие значения |m| 17–20). Показано, что периоды волновых процессов, зарегистрированные как методом ракурсного рассеяния, так и магнитометрами на поверхности Земли соответствовали друг другу. Формирование волновых процессов объясняется нестационарным воздействием солнечного ветра и межпланетного магнитного поля (ММП) на магнитосферу Земли. Изменения в ММП по данным измерений на спутнике АСЕ характеризовались резким ростом динамического давления плазмы солнечного ветра, произошедшего около 09 UT 3 октября 2006 г. и сопровождавшегося быстрыми изменениями полярности северо-южной (Bz) и поперечной (Ву) компонент ММП.

Представлены результаты экспериментальных исследований ионосферных эффектов, возникающих при воздействии мощных КВ радиоволн от нагревного комплекса SPEAR на спорадический слой Es полярной ионосферы. Эксперимент проводился 2 марта 2007 г. одновременно в двух пространственно-разнесенных пунктах: в пос. Баренцбург (арх. Шпицберген, на удалении порядка 40 км от комплекса SPEAR) и на обсерватории “Горьковская” вблизи г. С.-Петербург, расположенной на расстоянии около 2000 км от SPEAR. В Баренцбурге выполнялись измерения распределений интенсивности нагревного сигнала в полосе частот 100 кГц. На обсерватории “Горьковская” проводились наблюдения методом ракурсного рассеяния диагностических КВ сигналов на мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднородностях. По результатам анализа экспериментальных данных, полученных в Баренцбурге, обнаружено возникновение широкополосной “шумоподобной” компоненты и появление дополнительных максимумов в спектре нагревного сигнала. Интенсивность широкополосного излучения превышала уровень шума в 1.5–3 раза. Дополнительные максимумы формировались как при положительных, так и отрицательных отстройках по частоте относительно частоты нагревного сигнала и наблюдались, когда частота нагрева была меньше критической частоты слоя Es, т.е. мощная КВ радиоволна отражалась от Es. Получено выражение для определения смещения по частоте дополнительного максимума в спектре нагревного сигнала на высотах E-области ионосферы с учетом частоты соударений ионов и электронов. Результаты регистрации спектров нагревного сигнала сопоставлены с данными наблюдений мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднородностей и результатами траекторного моделирования сигналов, рассеянных на рассматриваемых неоднородностях. Анализ и интерпретация результатов наблюдений выполнялись с учетом магнитных и ионосферных данных, характеризующих фоновую геофизическую обстановку.

Предложен метод оценки и выполнен анализ поведения вектора движения ионосферных неоднородностей в искусственно возмущенной высокоширотной F-области ионосферы по данным одновременных доплеровских наблюдений на нескольких трассах методом ракурсного рассеяния диагностических КВ-сигналов на мелкомасштабных искусственных ионосферных неоднородностях. Доплеровские измерения проводились во время экспериментов по модификации ночной авроральной ионосферы мощными КВ-радиоволнами нагревного комплекса EISCAT/Heating (г. Тромсе, Норвегия). Получено удовлетворительное соответствие в динамике направлений движения ионосферных неоднородностей в F-области ионосферы, рассчитанных по доплеровским измерениям и оцененных по результатам трехпозиционных измерений полного вектора скорости движений ионосферных неоднородностей над г. Тромсе радаром некогерентного рассеяния EISCAT на частоте 931 МГц.