Аэрономическая и динамическая коррекция глобальной модели GTEC для возмущенных условий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложена аэрономическая и динамическая коррекция медианной глобальной модели полного электронного содержания GTEC для возмущенных условий (Ap ≥ 15 нТл). Глобальная медианная модель GTEC построена для спокойных условий (Ap < 15 нТл) в зависимости от географических координат, мирового времени UT, дня года и уровня солнечной активности – потока солнечного радиоизлучения F10.7. Модель основана на сферическом гармоническом анализе глобальных ионосферных карт GIM-TEC (1996–2019 гг.), предоставленных лабораторией JPL (Jet Propulsion Laboratory, NASA). Предлагаемая глобальная динамическая модель GDMTEC (Global Dynamic Model of TEC) состоит из медианной модели GTEC и ряда динамических и аэрономических поправок к ней, связанных с образованием главного ионосферного провала, аврорального максимума ионизации, а также с изменениями температуры и состава термосферы. Преимущество предлагаемой коррекции медианной модели по сравнению с ассимиляцией текущих наблюдательных данных заключается в независимости прогноза от наличия этих данных в реальном времени. Апробация модели для возмущенных условий показывает улучшение результатов прогноза по сравнению со справочной ионосферной моделью IRI-Plas.

Об авторах

В. Н. Шубин

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: shubin@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

Т. Л. Гуляева

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: shubin@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

М. Г. Деминов

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн
им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: shubin@izmiran.ru
Россия, Москва, Троицк

Список литературы

  1. – Аннакулиев С.К., Деминов М.Г., Шубин В.Н. Полуэмпирическая модель бури в ионосфере средних широт // Солнечно-земная физика. Вып. 8. С. 145–146. 2005.
  2. – Деминов М.Г. Ионосфера Земли: закономерности и механизмы // Электромагнитные и плазменные процессы от недр Солнца до недр Земли. Pед. В.Д. Кузнецов. М.: ИЗМИРАН. С. 295–346. 2015. https://www.izmiran.ru/IZMIRAN75/
  3. – Деминов М.Г., Шубин В.Н. Эмпирическая модель положения главного ионосферного провала // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 58. № 3. С. 366–373. 2018. https://doi.org/10.7868/S0016794018030070
  4. – Деминов М.Г., Шубин В.Н., Бадин В.И. Модель критической частоты Е-слоя для авроральной области // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 61. № 5. С. 610–617. 2021. https://doi.org/10.31857/S0016794021050059
  5. – Кринберг И.А., Выборов В.И., Кошелев В.В., Попов В.В., Сутырин Н.А. // Адаптивная модель ионосферы. Ред. Л.А. Щепкин. М.: Наука. С. 1–133. 1986.
  6. – Шубин В.Н., Аннакулиев С.К. Модель отрицательной фазы ионосферной бури на средних широтах // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 35. № 3. С. 79–87. 1995.
  7. – Шубин В.Н., Аннакулиев C.К. Полуэмпирическая модель foF 2 ночной субавроральной ионосферы в период отрицательной фазы интенсивных ионосферных бурь // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 37. № 4. С. 26–34. 1997.
  8. – Шубин В.Н., Деминов М.Г. Глобальная динамическая модель критической частоты F 2 слоя ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 59. № 4. С. 461–473. 2019. https://doi.org/10.1134/S0016794019040151
  9. – Alken P., Thébault E., Beggan C. et al. International Reference Geomagnetic Field: the thirteenth generation // Earth Planets Space. V. 73. 2021. https://doi.org/10.1186/s40623-020-01288-x
  10. – Bilitza D., Altadill D., Truhlik V., Shubin V., Galkin I., Reinisch B., Huang X. International Reference Ionosphere 2016: from ionospheric climate to real-time weather predictions // Space Weather. V. 15. P. 418–429. 2017. https://doi.org/10.1002/2016SW001593
  11. – Cesaroni C., Spogli L., Aragon-Angel A., Fiocci M., Dear V., De Franceschi G., and Tomano V. Neural network based model for global total electron content forecasting // J. Space Weather Space Clim. V. 10. 11. 2020. https://doi.org/10.1051/swsc/2020013
  12. – Galkin I., Fron A., Reinisch B. et al. Global monitoring of ionospheric weather by GIRO and GNSS data fusion // Atmosphere. V. 13. 371. 2022. https://doi.org/10.3390/atmos13030371
  13. – Gulyaeva T. L., Bilitza D. Towards ISO Standard Earth Ionosphere and Plasmasphere Model // New Developments in the Standard Model. Ed. R. J. Larsen. N.Y.: NOVA Sci. Pub. P. 1–39. 2012.
  14. – Gulyaeva T. L., Arikan F., Hernandez-Pajares M., Stanislawska I. GIM-TEC adaptive ionospheric weather assessment and forecast system // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. V. 102. P. 329–340. 2013.
  15. – Hierl P.M., Dotan I., Seeley J.V., Van Doren J.M., Morris R.A., Viggiano A.A. Rate constants for the reactions of O+ with N2 and O2 as a function of temperature (300–1800 K) // J. Chem. Phys. V. 106. P. 3540–3544. 1997.
  16. – Iluore K., Lu J. Long short-term memory and gated recurrent neural networks to predict the ionospheric vertical total electron content // Adv. Space Res. V. 70. № 3. P. 652–665. 2022. https://doi.org/10.1016/j.asr.2022.04.066
  17. – Lean J.L. One- to 10-day forecasts of ionospheric total electron content using a statistical model // Space Weather. V. 17. P. 313–338. 2019. https://doi.org/10.1029/2018SW002077
  18. – Liu L., Zou S., Yao Y., Wang Z. Forecasting global ionospheric TEC using deep learning approach // Space Weather. V. 18. № 11. 2020. https://doi.org/10.1029/2020SW002501
  19. – Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P., Aikin A.C. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparisons and scientific issues // J. Geophys. Res. V. 107. P. 1468–1483. 2002.
  20. – Shubin V.N., Gulyaeva T.L. Global mapping of Total Electron Content from GNSS observations for updating IRI-Plas model // Adv. Space Res. V. 69. № 1. P. 168–175. 2022. https://doi.org/10.1016/j.asr.2021.09.032

© В.Н. Шубин, Т.Л. Гуляева, М.Г. Деминов, 2023