Spatial structure of plasma density perturbations, induced in the ionosphere modified by powerful HF radio waves: review of experimental results

Abstract

Научно-исследовательский радиофизический институт Министерства образования и науки, Нижний Новгород, Россия, frolov.418@nirfi.sci-nnov.ru Казанский (Приволжский) Аннотация. В обзоре анализируются результаты экспериментальных исследований пространствен-ной структуры мелкомасштабных, среднемасштаб-ных и крупномасштабных возмущений плотности плазмы, индуцируемых в ионосфере при модифика-ции ее мощными КВ-радиоволнами обыкновенной (О) поляризации. Показано, что по высоте область генера-ции плазменных возмущений захватывает все тело ионосферы от высот Е-области до высот внешней ионосферы и имеет протяженность до 300-500 км в горизонтальном направлении. Определены особен-ности генерации искусственных ионосферных неод-нородностей различных масштабов в области магнит-ного зенита. Представлены результаты эксперимен-тов в условиях периодического нагрева ионосфер-ной плазмы, в которых обнаруживается генерация волновых возмущений.Ключевые слова: ионосфера, мощная радиоволна, нагрев плазмы, плазменная турбулентность.Аbstract. In the review, the results of experimental studies of spatial structure of small-, middle-, and largescale plasma density perturbations induced in the ionosphere by its pumping by powerful HF O-mode (ordinary) radio waves, are analyzed. It is shown that the region with induced plasma density perturbations occupied all ionosphere body from its E-region up to the topside ionosphere in the height and it has the horizontal length of about of 300-500 km. Peculiarities of generation of artificial ionosphere irregularities of different scale-lengths in the magnetic zenith region are stated. Experimental results obtained under conditions of ionosphere periodical pumping when the generation of travel ionosphere disturbances is revealed are also discussed.

Radiotomography and HF ray tracing of the artificially disturbed ionosphere above the Sura heating facility

“…This trough corresponds to the radiation diagram of the Sura heater and stretch along the entire F 2 region. Note also the presence of the duct of enhanced plasma density in the outer ionosphere at the heights ≥500 km (more detail for these features can be found in Frolov [2015]). Distinct wavelike disturbances with a period of~200 km and velocity increasing with height are obsereved diverging from the disturbed region up to within 1000 km north of the Sura heater.…”