Изучение особенностей распространения электромагнитных волн крайне низкочастотного диапазона в высоких широтах (включая Арктическую зону)

Представлен отчет лаборатории радиопросвечивания по результатам выполнения темы госзадания в 2021 году. Объектом исследования является электромагнитное поле крайне низочастотного (КНЧ) диапазона как естественного, так и искусственного происхождения, а также его характеристики и особенности генерации и распространения в высоких широтах, включая Арктическую зону. Цель работы - получение новых теоретических и практических знаний фундаментального характера, а также получение и систематизация экспериментальных данных и их интерпретация. В ходе выполнения работ по теме изучается возможность создания методов применения электромагнитных волн крайне низкочастотного диапазона для исследования внешней ионосферы и определения структуры литосферы Земли. Теоретически и экспериментально исследованы поляризационные характеристики естественных резонансов. Для анализа спектральных поляризационных характеристик в случае модели приземных грозовых источников была предложена “ионосферная поляризационная функция”, модуль которой удобно получать из экспериментальных данных. Было показано, что “осциллирующая” часть функции определяется основными параметрами внешней ионосферы (высотными профилями средней ионной массы и электронной концентрации) и не зависит от мощностей и распределения грозовых источников, что делает ее наиболее удобным инструментом мониторинга внешней ионосферы. Проведена интерпретация результатов экспериментальных работ по электромагнитному зондированию (ЭМЗ) литосферы в зоне перехода от пород кристаллического Балтийского щита к породам осадочного чехла южной окраины Баренцевоморской плиты на примере полуостровов Рыбачий и Средний. С помощью математического моделирования процесса распространения электромагнитных волн КНЧ-диапазона от контролируемого источника произведена оценка влияния крупных геоэлектрических неоднородностей, а именно, мощных зон тектонических разломов, на результаты ЭМЗ в районе полуостровов Рыбачий и Средний. Теоретически рассмотрен вопрос о применимости импедансного подхода при определении геоэлектрических параметров литосферы в высоких широтах, вблизи магнитосферных источников естественных электромагнитных полей, в рамках горизонтально-слоистой модели ионосферы. Методом радиопросвечивания ионосферы сигналами искусственных спутников Земли (ИСЗ) были определены параметры анизотропных мелкомасштабных неоднородностей электронной плотности в F-области ионосферы. Было установлено, что ориентация поперечной анизотропии неоднородностей соответствует направлению горизонтального ветра. В лаборатории используются уникальные, мирового уровня, образцы научной аппаратуры. Зарегистрированные и обработанные научные данные применяются для выполнения научно-исследовательских работ.