Радиоволны, "подталкивающие" ионосферу Земли, помогают узнать о ней больше

Ученые впервые зафиксировали одновременное образование искусственных периодических неоднородностей (ИПН) во всех трех основных областях ионосферы — D, E и F — вызванное одним мощным радиоимпульсом с земли. Это стало возможным благодаря повторному анализу данных 2014 года с установки HAARP на Аляске с более высоким разрешением. Ионосфера, слой заряженных частиц на высоте 50–1000 км, влияет на распространение радиоволн и сигналов GPS, поэтому её изучение критически важно для систем связи и навигации.

Метод исследования заключается в "подталкивании" ионосферы мощными радиоволнами с наземных передатчиков. Это создает локальный нагрев и меняет плотность заряженных частиц, формируя ИПН. Изучая эти неоднородности по рассеянным радиосигналам, можно узнать о составе и поведении ионосферы. Однако космическая погода и солнечная активность могут мешать как формированию, так и обнаружению ИПН.

Для повышения надежности метода исследователи расширили существующую модель формирования ИПН, которая ранее описывала только E-область. Новая модель, описанная в Radio Science, теперь учитывает различные физические механизмы (химические взаимодействия, нагрев, силы, меняющие плотность) для D- и F-областей. В тестах она успешно воспроизвела наблюдаемое поведение во всех трех регионах, что углубляет понимание физики ионосферы.