Климатические изменения в верхней ионосфере: долговременные вариации и тренды критической частоты слоя F2 на Казахстанском регионе

Аннотация

Исследованы долговременная изменчивость и тренды в вариациях критических частот слоя F2 ионосферы (foF2), полученные по данным наземного вертикального зондирования на ст. Алма-Ата [43.25N, 77.92E] за период 07.1958 – 04.2018 гг. Анализируются околополуденные (11–14 LT), околополуночные (23–01 LT) и часовые медианные значения foF2.

Показано, что как вариации foF2, так и вариации индекса солнечной активности F10.7 испытывают регулярную 11-летнюю цикличность, устойчивый отрицательный тренд на 60-летнем интервале наблюдений, а также некую долгопериодную (примерно четыре 11-летних солнечных циклов) осцилляцию. Изучены зависимости foF2 тренда от сезона и времени суток. Получено, что  устойчивый отрицательный foF2 тренд наблюдается для всех рассматриваемых условий, за исключением ночного времени зимнего сезона, когда foF2 тренд, практически отсутствует. Максимальные отрицательные значения foF2 тренда наблюдаются в дневное время, ночные значения значительно ниже.

Критические частоты показывают хорошую связь с солнечной активностью за весь период наблюдений и для каждого сезона. Обнаружено, что значения dfoF2 (разность между наблюдаемыми foF2 и моделью (квадратичной регрессией между foF2 и F10.7), сглаженные с 11-летним (132 месяца) окном, также в целом отражают соответствующий ход F10.7. Однако, положение максимума во временном распределении dfoF2₁₃₂, переход к фазе понижения значений, наступает раньше (около 1980 г.) относительно положения максимума  F10.7₁₃₂ (около 1986 г.), что может указывать на влияние на ионосферу дополнительного (к солнечной активности) источника, возможно источника антропогенного характера.

Расчёты изменчивости foF2 для 22-летних периодов до и после 1980 г. показали заметное понижение критических частот в более поздний период (1980-2001 гг.).