پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 127 |
| تعداد شمارهها | 7,157 |
| تعداد مقالات | 76,944 |
| تعداد مشاهده مقاله | 155,087,303 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 117,030,842 |
بررسی پاسخ لایه یونوسفر در منطقه ایران به شاخصهای خورشیدی و ژئومغناطیسی با استفاده از مدل عددی SAMI2 | ||
| فیزیک زمین و فضا | ||
| مقاله 4، دوره 52، شماره 1، خرداد 1405، صفحه 45-64 اصل مقاله (1.75 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2025.396785.1007696 | ||
| نویسندگان | ||
| معصومه محمدی؛ علیرضا محمودیان* | ||
| گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران. | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش، اثر تابش خورشیدی (F10.7) و فعالیت ژئومغناطیسی (Ap) بر ویژگیهای اصلی یونوسفر با تمرکز بر foF2، hmax و توزیع چگالی الکترونی با بهرهگیری از مدل دوبعدی SAMI2 بررسی شد. برای تحلیل تغییرات ناشی از تابش خورشیدی، مقادیر مختلف F10.7 شامل 40، 100، 200، 300 و 400 در دو روز متفاوت سال _روز ۱۵ (زمستان) و روز ۱۹۶ (تابستان)_ و در دو بازه زمانی صبح (09:00) و بعدازظهر (15:30)، با شاخص Ap=100 و در طول جغرافیایی 60 درجه و عرض 36 درجه مطالعه شد. انتخاب این دو روز امکان مقایسه پاسخ زمانی و فصلی یونوسفر را فراهم کرد. نتایج نشان دادند که foF2 رابطهای تقریباً خطی و افزایشی با F10.7 دارد، در حالیکه hmax رفتاری غیرخطی و نمایی داشته و بهویژه در ساعات بعدازظهر و در سطوح بالاتر تابش افزایش قابلتوجهی را نشان میدهد. همچنین hmax نسبت به زمان روز و فصل حساسیت بیشتری دارد. در ادامه، تأثیر ترکیبی F10.7 ( ۱۰۰ و ۲۰۰) و Ap (۱۰۰، ۲۰۰ و ۴۰۰) بر ساختار قائم چگالی الکترونی با استفاده از مدل SAMI2 برای دو روز ۱۹۶ (تابستان) و ۳۴۹ (زمستان) در طول جغرافیایی ۵۱ درجه بررسی شد. نتایج بیانگر آن است که افزایش Ap موجب شکلگیری دو قله تفاضلی چگالی در نواحی استوایی و ایجاد کمینه در عرضهای میانی میشود. همچنین افزایش F10.7 علاوهبر تقویت چگالی پایه، دامنه تغییرات ناشی از Ap را افزایش میدهد. مقایسه فصلی نشان داد که روز ۳۴۹ واکنش شدیدتری نسبت به روز ۱۹۶ دارد، که نشاندهنده وابستگی رفتار یونوسفری به ترکیب شرایط خورشیدی و ژئومغناطیسی است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| ارتفاع بیشینه چگالی الکترونی (hmax)؛ تابش خورشیدی (F10.7)؛ شاخص ژئومغناطیسی (Ap)؛ فرکانس بحرانی (foF2)؛ مدل SAMI2 | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigation of the Ionospheric Response over Iran to Solar and Geomagnetic Indices Using the SAMI2 Numerical Model | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Masoumeh Mohammadi؛ Ali Reza Mahmoudian | ||
| Department of Space Physics, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| In this study, the effects of the solar radiation index F10.7 and the geomagnetic index Ap on ionospheric characteristics were examined using two-dimensional SAMI modeling, with a focus on the critical frequency foF2, the peak electron density height hmax, and the electron density distribution. In this analysis, F10.7 values of 40, 100, 200, 300, and 400 were investigated for two different days of the year—Day 15 (January 15, winter) and Day 196 (July 15, summer)—and at two times of day, morning (09:00) and afternoon (15:30), with a fixed geomagnetic index of Ap = 100 at a longitude of 60° and latitude of 36°. These two days and two times intervals were selected to compare the effects of solar radiation and geomagnetic activity under varying seasonal and diurnal conditions; Day 15 represents winter conditions, while Day 196 corresponds to summer, allowing observation of the ionosphere’s differing responses to solar radiation. The results indicate that foF2 increases approximately linearly and positively with increasing solar radiation, whereas hmax exhibits a nonlinear, exponential response, showing particularly significant growth during afternoon hours and at high levels of radiation. Furthermore, hmax was found to be more sensitive to time of day and season than foF2. In the SAMI2 modeling section, the combined effects of geomagnetic index Ap (100, 200, and 400) and solar radiation F10.7 (100 and 200) on electron density distribution were examined for two days of the year—Day 196 (summer) and Day 349 (winter)—at a longitude of 51°. Day 196 represents summer conditions, and Day 349 represents winter. Selecting these two days enabled comparison of ionospheric behavior under different levels of solar input energy and plasma dynamics. The results show that increasing Ap produces two differential density peaks near the equator and minima at mid-latitudes, while increasing F10.7 not only enhances the baseline density but also amplifies the magnitude of Ap-induced variations. Comparison of the two days revealed that Day 349 exhibits a stronger response to geomagnetic disturbances than Day 196, demonstrating the dependence of ionospheric structure on temporal conditions and the combined influence of solar radiation and geomagnetic activity. These findings highlight the importance of accurate and comprehensive ionospheric modeling that accounts for the effects of solar radiation and geomagnetic activity, and they can be applied to improve communication systems, navigation, and space weather monitoring. Moreover, this research represents the first detailed simulation-based investigation of the ionospheric response over Iran under combined geomagnetic and solar-radiation conditions, addressing a critical regional gap in space-weather studies. Understanding these dynamics is essential for countries located in low- and mid-latitude zones, where ionospheric variability strongly affects HF communication, GNSS performance, and technological infrastructure. The results therefore offer valuable insights for enhancing national space-weather forecasting capabilities and strengthening the resilience of communication and navigation systems. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| critical frequency (foF2), geomagnetic index (Ap), Maximum electron density height (hmax), SAMI2 model, solar radiation (F10.7) | ||
| مراجع | ||
|
Bailey, J. J., & Balain, N. (1996). A low-latitude ionosphere-plasmasphere model. In R. W. Schunk (Ed.), STEP: Handbook of Ionospheric Models (p. 173). Utah State University, Logan, Utah. Balan, N., Batista, I. S., Abdu, M. A., MacDougall, J., & Bailey, G. J. (1998). Physical mechanism and statistics of occurrence of an additional layer in the equatorial ionosphere. Journal of Geophysical Research, 103, 29,169. Banks, P. M., & Cocke, W. J. (1973). Aeronomy. Academic Press, San Diego, California. Batista, I. S., Abdu, M. A., McDougall, J., & Souza, J. R. (2002). Long term trends in the frequency of occurrence of the F3 layer over Fortaleza. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 64, 1409. Booker, H. J., & Wells, H. J. (1938). Scattering of radio waves by the F-region of the ionosphere. Terrestrial Magnetism and Atmospheric Electricity, 43, 249. Heinsel, D. L. (2000). An overview and synthesis of plasma irregularities in equatorial spread F. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 62(12), 1037–1056. Hernandez, J. (1974). Theory of equatorial spread F (Preprint). Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Munich, Germany. Hu, Y., Xu, T., Sun, S., Zhu, M., Deng, Z., & Xu, Z. (2024). Improvement of SAMI2 with Comprehensive Photochemistry at Mid‑Latitudes and a Preliminary Comparison with Ionosonde Data. Atmosphere, 15(1), 67. Huba, J. D., Joyce, J., & Feder, J. A. (2000). Ion sound waves in the topside equatorial ionosphere. Geophysical Research Letters, in press. Huba, J. D., & Joyce, J. (2010). Global modeling of equatorial plasma bubbles. Geophysical Research Letters, 37, L17104. https://doi.org/10.1029/2010GL044627 Lynn, K. J. W., Harris, T. J., & Sjarifudin, M. (2000). Stratification of the F2 layer observed over Southeast Asia. Journal of Geophysical Research, 105, 27,147. Milford, J. H., Moft, R. J., Quiggan, W., & Fuller-Rowell, T. J. (1996). A coupled thermospheric-ionospheric-plasmasphere model (CTIP). In R. W. Schunk (Ed.), STEP: Handbook of Ionospheric Models (p. 139). Utah State University, Logan, Utah. Rama Rao, P. V. S., Niranjan, K., Prasad, D. S. V. V. D., Brahmanandam, P. S., & Gopikrishna, S. (2005). Features of additional stratification in ionospheric F2 layer observed for half a solar cycle over Indian low latitudes. Journal of Geophysical Research, 110, A04307. https://doi.org/10.1029/2004JA010646 Rishbeth, H., & Mendillo, M. (2001). Patterns of F2-layer variability. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 63(15), 1661–1680. .Scannapieco, A. J., & Ossakow, S. L. (1976). Nonlinear equatorial spread F. Geophysical Research Letters, 3, 451 Thampi, S. V., Balan, N., Ravindran, S., Pant, T. K., Devasia, C. V., Sreelatha, P., Sridharan, R., & Bailey, G. J. (2007). An additional layer in the low-latitude ionosphere in Indian longitude: Total electron content observations and modeling. Journal of Geophysical Research, 112, A06301. https://doi.org/10.1029/2006JA011974 Uemoto, J., Ono, T., Maruyama, T., Saito, S., Iizima, M., & Kumamoto, A. (2007). Magnetic conjugate observation of the F3 layer using the SEALION ionosonde network. Geophysical Research Letters, 34, L02110. https://doi.org/10.1029/2006GL028783 Wang, Y., Yuan, Y., Li, M., Zhang, T., Geng, H., Wang, G., & Wen, G. (2023). Effects of Strong Geomagnetic Storms on the Ionosphere and Degradation of Precise Point Positioning Accuracy during the 25th Solar Cycle Rising Phase: A Case Study. Remote Sensing, 15(23), 5512. https://doi.org/10.3390/rs15235512 Yokoyama, T., Shinagawa, H., & Jin, H. (2015). Nonlinear growth, bifurcation and pinching of equatorial plasma bubble simulated by three-dimensional high-resolution bubble model. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 119, 10474–10482. https://doi.org/10.1002/2014JA020708 Zhang, S.-R., & Holt, J. M. (2008). Ionospheric climatology and variability from long-term incoherent scatter radar observations. Annales Geophysicae, 26, 1525–1540. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 303 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 41 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب