aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2018-64-1-31-41aari-7Research ArticleФИЗИКА АТМОСФЕРЫ И ГИДРОСФЕРЫATMOSPHERE AND HYDROSPHERE PHYSICSТестирование модели IRI по данным российских ионосферных станций Ловозеро, Салехард, Диксон, Тунгуска и ЯкутскTesting of the IRI Model by Data from Lovozero, Dickson, Tunguska, and Yakutsk Ionospheric StationsШмелевЮ. А.ShmelevJ. A.shmelev.juri@yandex.ruМальцеваО. А.MaltsevaO. A.МорозовВ. Е.MorozovV. E.ШиловД. И.ShilovD. I.БезвытныйС. А.BezvytnyjS. A.ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт; Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроенияРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research Institute; St. Petersburg State University of Aerospace InstrumentationRussian FederationНаучно-исследовательский институт физики, Южный федеральный университетРоссияResearch Institute of Physics, Southern Federal UniversityRussian FederationСанкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроенияРоссияSt. Petersburg State University of Aerospace InstrumentationRussian Federation2018300320186413141Copyright © Шмелев Ю.А., Мальцева О.А., Морозов В.Е., Шилов Д.И., Безвытный С.А., 20182018Шмелев Ю.А., Мальцева О.А., Морозов В.Е., Шилов Д.И., Безвытный С.А.Shmelev J.A., Maltseva O.A., Morozov V.E., Shilov D.I., Bezvytnyj S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/7

В данной статье приводятся результаты тестирования модели IRI (International Reference Ionisphere) по данным вертикального зондирования на российских ионозондах, расположенных в арктической зоне, в марте–апреле2016 г. Особенностью периода является наличие нескольких геомагнитных возмущений. Полученные в работе данные подтверждают возможность использования TEC для определения критических частот в арктическом регионе. Результаты исследования приводятся для пяти российских станций (Ловозеро, Салехард, Диксон, Тунгуска, Якутск) в сравнении с данными эталонной среднеширотной станции Юлиусрух. Показано, что отклонения модельных значений foF2 от экспериментальных медиан в высоких широтах находятся на уровне среднеширотных, для мгновенных значений foF2 день ото дня относительные изменения могут составлять до 20–25 %. Использование TEC позволяет в 2 раза уменьшить эту оценку. Значения коэффициентов корреляции между foF2 и TEC, определяющей возможность использования TEC для расчета foF2, лежат в пределах 0,6–0,99.

Empirical models are one of effective ways to set and predict a condition of the ionosphere. To estimate an accuracy of such setting it is necessary to test models by means of experimental data. One of most widely used models is IRI (International Reference Ionisphere), however it is insufficiently tested in the region of high latitudes. In the given article results of testing of the model IRI according to vertical sounding on Russian ionosondes, located in subauroral and high-latitude zones in March– April 2016 are presented. Feature of the period is presence of several geomagnetic disturbances. The studied parameter is a critical frequency foF2, the basic analyzed magnitude is the deviation of a model value from experimental one and its relative mean square deviation. Despite increase last years of numbers of ionosondes in a Russian Arctic zone by efforts of AARI, their number is not enough for detailed monitoring. Additionally, it is possible to use receivers of signals of navigation satellites of such systems, as GPS, GLONASS, providing the information about a total electron content (ТЕС). In a number of papers, possibility of use of ТЕС to obtain critical frequencies is shown. In the present paper, confirmation of this possibility is given in subauroral and high-latitude regions. Results are presented for five Russian stations (Lovozero, Salekhard, Dickson, Tunguska,Yakutsk) in comparison with data of reference middle-latitude station Juliustuh. It is shown, that deviations of model values of foF2 from experimental medians in high latitudes are at level of middle-latitude values, relative deviations for instant values of foF2 day by day do not exceed 20–25 %. The ТЕС usage allows decreasing this estimation in 2 times. Values of correlation coefficients between foF2 and ТЕС, defining possibility to use ТЕС for obtaining foF2, lay within 0.6–0.99. The ТЕС usage allows filling absent values of foF2.

ионосферакритическая частотаполное электронное содержаниеарктическая зонаArctic regioncritical frequencyIonospheretotal electron contentРоссийский фонд фундаментальных исследований (грант N 18–05–00343А)Russian Foundation for Basic Research (Grant 18–05–00343А)ReferencesGoodman J.M. Operational communication systems and relationships to the ionosphere and space weather // Adv. Space Res. 2005. V. 36. C. 2241–2252. doi:10.1016/j.asr.2003.05.063.Goodman J.M. Operational communication systems and relationships to the ionosphere and space weather. Adv. Space Res. 2005, 36: 2241–2252. doi: 10.1016/j.asr.2003.05.063.Bilitza D., Altadill D., Zhang Y., Mertens C., Truhlik V., Richards P., McKinnell L.-A., Reinisch B. The International Reference Ionosphere 2012 — a model of international collaboration // J. Space Weather Space Clim. 2014. V. 4, A07. doi: 10.1051/swsc/2014004.Bilitza D., Altadill D., Zhang Y., Mertens C., Truhlik V., Richards P., McKinnell L.-A., Reinisch B. The International Reference Ionosphere 2012 — a model of international collaboration. J. Space Weather Space Clim. 2014, 4 (A07). doi: 10.1051/swsc/2014004.Gulyaeva T.L. Modification of solar activity indices in the international reference ionosphere IRI and IRI-PLAS models due to recent revision of sunspot number time series // Solar-Terrestrial Physics. 2016. V. 2. No. 3. doi:10.12737/20872.Gulyaeva T.L. Modification of solar activity indices in the international reference ionosphere IRI and IRI-PLAS models due to recent revision of sunspot number time series. Solar-Terrestrial Physics. 2016, 2 (3). doi: 10.12737/20872.McNamara L.F. The use of total electron density measurements to validate empirical models of the ionosphere // Adv. Space Res. 1985. V. 5 (7). P. 81–90.McNamara L.F. The use of total electron density measurements to validate empirical models of the ionosphere. Adv. Space Res. 1985, 5 (7): 81–90.Houminer Z., Soicher H. Improved shortterm predictions of foF2 using GPS time delay measurements // Radio Science. 1996. V. 31 (5). P. 1099–1108.Houminer Z., Soicher H. Improved shortterm predictions of foF2 using GPS time delay measurements. Radio Science. 1996, 31 (5): 1099–1108.Gulyaeva T.L. International standard model of the Earth’s ionosphere and plasmasphere // Astronomical and Astrophysical Transaction. 2003. V. 22 (4). P. 639–643.Gulyaeva T.L. International standard model of the Earth’s ionosphere and plasmasphere. Astronomical and Astrophysical Transaction. 2003, 22 (4): 639–643.Maltseva O.A., Mozhaeva N.S., Nikitenko T.V. Comparison of model and experimental ionospheric parameters at high latitudes // Adv. Space Res. 2013. V. 51. No. 4. P. 599–609. http:// dx.doi.org/10.1016/j.asr.2012.04.009.Maltseva O.A., Mozhaeva N.S., Nikitenko T.V. Comparison of model and experimental ionospheric parameters at high latitudes. Adv. Space Res. 2013, 51 (4): 599–609. http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2012.04.009.Stankov S.M., Warnant R. Ionospheric slab thickness — Analysis, modelling and monitoring // Adv. Space Res. 2009. V. 44. P. 1295–1303. doi:10.1016/j.asr.2009.07.010.Stankov S.M., Warnant R. Ionospheric slab thickness — Analysis, modelling and monitoring. Adv. Space Res. 2009, 44: 1295–1303. doi: 10.1016/j.asr.2009.07.010.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.