Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Геофизический Центр РАН
Москва, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Нижний Новгород, Россия
Нижний Новгород, Россия
Иркутск, Россия
с 01.01.2021 по настоящее время
Иркутск, Иркутская область, Россия
с 01.01.1999 по 01.01.2023
Апатиты, Мурманская область, Россия
Борок, Россия
с 01.01.2024 по настоящее время
Москва, Россия
В ходе активного эксперимента FENICS-2024 на Кольском п-ве с использованием выведенной из работы линии электропередачи в качестве горизонтальной излучающей антенны были зарегистрированы ультранизкочастотные сигналы диапазона 1–6 Гц на магнитных станциях, удаленных от передающей линии на расстояние от ~1600 до ~2100 км. Амплитуды этих сигналов, нормированные на величину тока излучателя, составляли ~0.3–0.8 фТл/А. Результаты наблюдений сопоставлены с приближенными аналитическими оценками магнитного поля, возбуждаемого магнитным диполем. Расчеты оказались в качественном согласии с результатами наблюдений. Для оценки возможного отклика в верхней ионосфере использована численная модель УНЧ-поля в атмосфере и ионосфере, создаваемого горизонтальным приземным током, которая основана на решении системы уравнений Максвелла в вертикально неоднородных атмосфере и ионосфере. Принципиальная особенность данной модели заключается в корректном учете вклада ионосферного волноводного распространения. Результаты наблюдений, поддержанные численным моделированием, показали перспективность нового типа активных экспериментов для генерации сигнала с целью магнитотеллурического зондирования на большой площади и воздействия искусственными сигналами на околоземную плазму.
УНЧ-излучения, FENICS, активные эксперименты, ЛЭП, Рс1-пульсации, атмосферный волновод, ионосферный волновод
1. Беляев П.П., Поляков С.В., Ермакова Е.Н. и др. Первые эксперименты по генерации и приему искусственных УНЧ-излучений (0.3–12 Гц) на дистанции 1500 км. Изв. вузов. Радиофизика. 2002, т. 45, № 2, с. 156–162.
2. Вайслейб Ю.В., Собчаков Л.А. Диполь вблизи плоской границы раздела двух сред. Антенны: Сб. науч. статей. Вып. 27. М.: Связь, 1979, с. 98–109.
3. Ермакова Е.Н., Котик Д.С., Собчаков Л.А. и др. Экспериментальные исследования распространения искусственных электромагнитных сигналов в диапазоне 0.6–4.2 Гц. Изв. вузов. Радиофизика. 2005, т. 48, № 9, с. 788–799.
4. Кириллов В.В. Двумерная теория распространения электромагнитных волн СНЧ-диапазона в волноводе Земля–ионосфера. Изв. вузов. Paдиофизикa. 1996, т. 39, № 12, c. 1103–1112.
5. Кириллов В.В. Копейкин В.Н. Формирование резонансной структуры локальной индуктивности ионосферы в диапазоне 0.1–10 Гц. Изв. вузов. Радиофизика. 2003, т. 46, № 1, с. 1–12.
6. Козырева О.В., Пилипенко В.А., Добровольский М.Н. и др. База данных геомагнитных наблюдений в российской Арктике и ее использование для оценки воздействий космической погоды на технологические системы. Солнечно-земная физика. 2022, т. 8, № 1, с. 39–50. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-74202102 / Kozyreva O.V., Pilipenko V.A., Dobrovolsky M.N., et al. Database of geomagnetic observations in Russian Arctic and its application for estimates of the space weather impact on technological systems. Sol.-Terr. Phys. 2022, vol. 8, no. 1, pp. 39–50. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-81202205.
7. Макаров Г.И., Новиков B.B., Рыбачек С.Т. Распространение радиоволн в волноводном канале Земля—ионосфера и в ионосфере. М.: Наука, 1993, 148 с.
8. Пилипенко В.А., Федоров Е.Н., Мазур Н.Г., Климов С.И. Электромагнитное загрязнение околоземного космического пространства излучением ЛЭП. Солнечно-земная физика. 2021, т. 7, № 3, с. 111–119. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-73202107 / Pilipenko V.A., Fedorov E.N., Mazur N.G., Klimov S.I. Electromagnetic pollution of near-Earth space by power line emission. Sol.-Terr. Phys. 2021, vol. 7, no. 3, pp. 105–113. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-73202107.
9. Пилипенко В.А., Мазур Н.Г., Федоров Е.Н., Шевцов А.Н. О возможности экспериментов по возбуждению искусственных ультранизкочастотных излучений в ионосфере установкой FENICS на Кольском полуострове. Известия РАН. Серия физическая. 2024, т. 88, № 3, c. 392–400.
10. Пилипенко В.А., Ермакова Е.Н., Потапов А.С. и др. Возбуждение глобальных искусственных сигналов диапазона Pс1 в эксперименте FENICS-2024: 1. Наблюдения. Солнечно-земная физика. 2025, т. 11, № 2, с. 124–131. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-112202511 / Pilipenko V.A., Ermakova E.N., Potapov A.S., et al. Excitation of global artificial Pc1 signals during FENICS-2024 experiment: 1. Observations. Sol.-Terr. Phys. 2025, vol. 11, no. 2, pp. 111–118. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-112202511.
11. Поляков С.В. Искусственный ионосферный источник низкочастотных электромагнитных полей в задачах зондирования окружающей среды. Изв. вузов. Радиофизика. 2008, т. 51, № 12, с. 1026–1034.
12. Рябов А.В., Пилипенко В.А., Ермакова Е.Н. и др. Регистрация и моделирование УНЧ-СНЧ-сигналов на станции Старая Пустынь во время эксперимента FENICS-2019. Наука и технологические разработки. 2020, т. 99, № 2, с. 16–35. DOI:https://doi.org/10.21455/std2020.2-2.
13. Савельева Н.В., Пилипенко В.А., Мазур Н.Г., Федоров Е.Н., Чжао Ш. Электромагнитные излучения передатчика ЗЕВС и ЛЭП «Северный Транзит», зарегистрированные на спутнике CSES. Изв. РАН, сер. физ. 2025, т. 89, № 5, с. 705–713. DOI:https://doi.org/10.1134/S106287382571102X.
14. Собчаков Л.А., Астахова Н.Л., Поляков С.В. Возбуждение электромагнитных волн в плоском волноводе с анизотропной верхней стенкой. Изв. вузов Радиофизика. 2003, т. 46, № 12, с. 1027–1037.
15. Терещенко Е.Д., Григорьев В.Ф., Сидоренко А.Е. и др. Влияние ионосферы на электромагнитные волны от наземного излучателя в диапазоне частот 1–10 Гц. Геомагнетизм и аэрономия. 2007, т. 47, № 6, с. 855–856.
16. Терещенко Е.Д., Иванов Н.В., Сидоренко А.Е., Григорьев В.Ф. Исследование особенностей распространения в высоких широтах искусственного электромагнитного сигнала в диапазоне 0.1–10 Гц. Геомагнетизм аэрономия. 2010, т. 50, № 5, с. 660–670.
17. Терещенко Е.Д., Терещенко П.Е., Сидоренко А.Е. и др. Влияние ионосферы на возбуждение электромагнитного поля диапазона КНЧ и более низких частот в ближней зоне. Журнал технической физики. 2018, т. 6, c. 907–913. DOI:https://doi.org/10.21883/JTF.2018.06.4602453.
18. Федоров Е.Н., Мазур Н.Г., Пилипенко В.А. Электромагнитные поля в верхней ионосфере от горизонтального крайне низкочастотного наземного излучателя конечной длины. Известия вузов. Радиофизика. 2022, т. 65, № 9, c. 697–712. DOI:https://doi.org/10.52452/00213462_2022_65_09_697.
19. Фок В.А. О расчете электромагнитного поля переменного тока при наличии плоской поверхности раздела. В книге Бурсиан В.Р. Теория электромагнитных полей, применяемых в электроразведке. Л.: Недра, 1972, 368 с.
20. Boteler D.H., Pirjola R.J. The complex image method for calculating the magnetic and electric fields produced at the surface of the Earth by the auroral electrojet. Geophys. J. Intern. 1998, vol. 132, pp. 31–40.
21. Ermakova E.N., Kotik D.S., Polyakov S.V., et al. A power line as a tunable ULF-wave radiator: Properties of artificial signal at distances of 200 to 1000 km. J. Geophys. Res. 2006, vol. 111, A04305. DOI:https://doi.org/10.1029/2005JA011420.
22. Ermakova E.N., Kotik D.S., Ryabov A.V. Characteristics of ULF magnetic fields in the 3D inhomogeneous Earth-ionosphere waveguide. J. Geophys. Res. 2022, vol. 127, e2021JA030025. DOI:https://doi.org/10.1029/2021JA030025.
23. Fedorov E.N., Mazur N.G., Pilipenko V.A., Vakhnina V.V. Modeling ELF electromagnetic field in the upper ionosphere from power transmission lines. Radio Sci. 2020, vol. 55, e2019RS006943. DOI:https://doi.org/10.1029/2019RS006943.
24. Fedorov E.N., Mazur N.G., Pilipenko V.A., Vakhnina V.V. Generation of artificial ULF/ELF electromagnetic emission in the ionosphere by horizontal ground-based current system. J. Geophys. Res, 2023, vol. 128, e2023JA031590. DOI:https://doi.org/10.1029/2023JA031590.
25. Pilipenko V., Zhao S., Savelieva N., et al. ELF emission in the topside ionosphere from the ZEVS transmitter detected by CSES satellite. Adv. Space Res. 2024, vol. 74, no.10, pp. 4937–4947. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2024.07.074.
26. URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (дата обращения 30 апреля 2025 г.).
