Global Ionospheric Response to Intense Variations of Solar and Geomagnetic Activity According to the Data of the GNSS Global Networks of Navigation Receivers

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The global response of the ionosphere to intense geomagnetic storms and variations of the solar
activity according to the solar flux F10.7 is considered. As a source of information, data on total electron content
(TEC) calculated from measurements of the global network of receivers of the global navigation satellite
systems are used. Unlike many publications, where the effects of individual unique geophysical events are
studied in detail (for example, the superstorm of October 28, 2003), we considered the effects of strong storms
(Dst ≤ –80 nT) starting from 2005. The main attention was paid to the dependence on the onset time of the
main phase of the storm relative to local time/longitude, as well as the dependence of the intensity of the ionospheric
response on latitude. To display the ionospheric effects of magnetic storms, a visual image was used – a
two-dimensional representation in the day-local time format, which was used to visualize ionospheric earthquake
precursors. This approach also makes it possible to visualize the effects of solar activity variations according
to the F10.7 index and to distinguish them from ionospheric variations during geomagnetic storms. As a
result, it was possible to create a generalized global “pattern” of a geomagnetic storm in the Earth’s ionosphere

About the authors

M. S. Pulinets

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University (SINP MSU)

Email: cotopaxy@gmail.com
Moscow, 119991 Russia

P. A. Budnikov

Fedorov Institute of Applied Geophysics (IAG)

Email: pavel9860@gmail.com
Moscow, 117997 Russia

S. A. Pulinets

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences (SRI RAS)

Author for correspondence.
Email: pulse@rssi.ru
Moscow, 117997 Russia

References

  1. – Данилов А.Д. Реакция области F на геомагнитные возмущения (обзор) // Гелиогеофизические исследования. Вып. 5. С. 1–33. 2013.
  2. – Медникова Н.В. Вариации ионосферы во время магнитосферных возмущений // Сб. статей АН СССР, Ин-т земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн. Отв. ред. Л. Н. Ляхова, Н. П. Сергеенко. М.: Наука, 131 с. 1980.
  3. – Пулинец С.А., Давиденко Д.В. Положительная ночная аномалия электронной концентрации в ионосфере как краткосрочный предвестник землетрясений и возможный физический механизм ее формирования // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 58. № 4. С. 579–591. 2018.
  4. – Ратовский К.Г., Клименко М.В., Ясюкевич Ю.В., Веснин А.М., Клименко В.В. Статистический анализ ионосферного отклика на геомагнитные бури с использованием данных глобальных ионосферных карт // Химическая физика. Т. 39. № 10. С. 57–68. 2020
  5. – Черняков С.М. Изменение полного электронного содержания в ионосфере во время магнитной бури 24–28 марта 1991 года по данным разнесенного приема сигналов навигационных спутников // Сб. науч. тр. физ.-мат. факультета Мурманского гос. педагогического ун-та. Мурманск: изд-во МГПУ. С. 107–132. 2003.
  6. – Afraimovich E L., Astafyeva E., Oinats A.V., Yasukevich Y., Zhivetiev I.V. Global electron content: a new conception to track solar activity // Ann. Geophysicae. V. 26. № 2. P. 335–344. 2008.
  7. – Buonsanto M. Ionospheric Storms – A Review// Space Sci. Rev. V. 88. P. 563–601. 1999. https://doi.org/10.1023/A:1005107532631
  8. – Chernigovskaya M.A., Shpynev B.G., Yasyukevich A.S. et al. Longitudinal variations of geomagnetic and ionospheric parameters in the Northern Hemisphere during magnetic storms according to multi-instrument observations// Adv. Space Res. 67. 762–776. 2021. https://doi.org/10.1016/j.asr.2020.10.028
  9. – Foster J.C., Rideout W. Midlatitude TEC enhancements during the October 2003 superstorm // Geophys. Res. Lett. V. 32. L12S04. 2005. https://doi.org/10.1029/2004GL021719
  10. –Fuller-Rowell T.J., Codrescu M.V., Rishbeth H., Moffett R.J., Quegan S. On the seasonal response of the thermosphere and ionosphere to geomagnetic storms //J. Geophys. Res. V. 101. № A2. P. 2343–2353. 1996.
  11. – Lakhina G.S., Tsurutani B.T. Geomagnetic storms: historical perspective to modern view// Geosci. Lett. V. 3. № 5. 2016. https://doi.org/10.1186/s40562-016-0037-4
  12. – Liu L.B., Wan W.X., Chen Y.D. et al. Solar activity effects of the ionosphere: A brief review // Chinese Sci. Bull. V. 56. P. 1202–1211. 2011. https://doi.org/10.1007/s11434-010-4226-9
  13. – Panasyuk M.I., Kuznetsov S.N., Lazutin L.L. et al. Magnetic Storms in October 2003 // Cosmic Res. V. 42. № 5. P. 489–534. 2004.
  14. – Sahai Y., Becker-Guedes F., Fagundes P.R. et al. Observations of the F-region ionospheric irregularities in the South American sector during the October 2003 “Halloween Storms” // Ann. Geophysicae. V. 27. № 12. P. 4463–4477. 2009.
  15. – Szuszczewicz E.P., Lester M., Wilkinson P., Blanchard P., Abdu M., Hanbaba R., Igarashi K., Pulinets S., Reddy B.M. // A comparative study of global ionospheric responses to intense magnetic storm conditions // J. Geophys. Res. V. 103. № A6. P. 11 665–11 684. 1998.
  16. – Vaishnav R., Jacobi C., Berdermann J., Codrescu M., Schmölter E. Role of eddy diffusion in the delayed ionospheric response to solar flux changes // Ann. Geophysicae. V. 39. 641–655. № 4. 2021. https://doi.org/10.5194/angeo-39-641-2021

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (102KB)
3.

Download (874KB)
4.

Download (1MB)
5.

Download (2MB)
6.

Download (2MB)
7.

Download (2MB)
8.

Download (943KB)
9.

Download (741KB)
10.

Download (831KB)

Copyright (c) 2023 М.С. Пулинец, П.А. Будников, С.А. Пулинец

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».