Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 36573 10.12737/szf-63202004 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Long-term solar flux observations with Irkutsk Incoherent Scatter Radar (IISR) in 2011–2019 Длительные наблюдения солнечного потока в 2011–2019 гг. на Иркутском радаре некогерентного рассеяния (ИРНР) Сетов Артём Геннадьевич Setov Artem Gennadyevich artemsetov@gmail.com

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Кушнарев Дмитрий Сергеевич Kushnarev Dmitriy Sergeevich ds_k@iszf.irk.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0001-8758-7964 Васильев Роман Валерьевич Vasilyev Roman Valeryevich roman_vasilyev@iszf.irk.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 https://orcid.org/0000-0003-0660-8474 Медведев Андрей Всеволодович Medvedev Andrey Vsevolodovich medvedev@iszf.irk.ru

доктор физико-математических наук;

doctor of physical and mathematical sciences;

 Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation 6 3 33 39 https://naukaru.ru/en/nauka/article/36573/view

Иркутский радар некогерентного рассеяния (ИРНР), представляющий собой вытянутую рупорную антенну, работает в метровом диапазоне (154–162 МГц) с лучом 0.5°×20° и частотным принципом сканирования, позволяющим наклонять луч на 30° на юг. Помимо активных измерений состояния ионосферы и мониторинга космических объектов, на радаре регулярно проводятся пассивные радиоастрономические наблюдения. С мая по август Солнце проходит через сектор сканирования радара и может находиться в максимуме диаграммы направленности около двух часов. Известная форма диаграммы направленности и высокая чувствительность приемного тракта позволяют в это время проводить откалиброванные измерения солнечного потока в единицах sfu (solar flux units). Мы разрабо¬тали новый подход к калибровке, применимый ко всем архивным пассивным данным ИРНР. В статье представлены длительные наблюдения (2011–2019 гг.) солнечного потока в мае и в летнее время. Описана методика проведения измерений, представлены значения среднесуточного солнечного потока за этот период пассивных наблюдений и проведено сравнение с индексом солнечной активности F10.7 и измерениями солнечного потока в австралийской обсерватории Learmonth на частоте 245 МГц. Показано, что среднесуточный поток за период наблюдения на частоте ~161 МГц в основном принимает значения от 5 до 10 sfu.

Irkutsk incoherent scatter radar (IISR) is an oblongish horn antenna that operates in a meter waveband (154–162 MHz), has a 0.5°×20° beam, and a frequency steering allowing us to tilt the beam by 30° to the south. Besides active measurements of ionospheric conditions and monitoring of space objects, the radar is regularly used for passive radio astronomical observations. From May to August, the Sun crosses the radar field of view and can be in the maximum of the radiation pattern for about two hours. The known shape of the radiation pattern and the high sensitivity of the receiver allow us to conduct calibrated measurements of the solar flux in solar flux units during this period. We have developed a new approach to the calibration, which can be applied to all IISR archival passive data. In the paper, we present long-term observations (2011–2019) of the solar flux in May and summer. We describe the measurement method, present daily average values of the solar flux for this period of passive measurements, and compare it with the solar activity F10.7 index and solar flux measurements made at the Australian observatory Learmonth at 245 MHz. We show that the daily average flux for the period of observations at a frequency of ~161 MHz generally has values from 5 to 10 sfu.

 солнечный поток ИРНР калибровка F10.7 Learmonth solar flux IISR calibration F10.7 Learmonth

Васильев Р.В., Глоба М.В., Кушнарев Д.С. и др. Модель сигнала дискретного космического радиоисточника для Иркутского радара некогерентного рассеяния // XXV Всероссийская открытая конференция «Распространение радиоволн». Томск, 2016. Т. 3. С. 122-125. Benz A.O., Monstein C., Meyer H. CALLISTO - A new concept for solar radio spectrometers. Solar Phys. 2005, vol. 226. pp. 143-151. DOI: 10.1007/s11207-005-5688-9. Васильев Р.В., Кушнарев Д.С., Кашапова Л.К. и др. Первые результаты радионаблюдений Солнца и мощных дискретных источников на Иркутском радаре // Астрономический журнал. 2013. Т. 90, № 11. С. 948-958. DOI: 10.7868/S0004629913110078. Bilitza D. The importance of EUV indices for the International Reference Ionosphere. Phys. Chem. Earth (C). 2000, vol. 25. no. 5-6, pp. 515-521. DOI: 10.1016/S1464-1917(00)00068-4. Муратова Н.О., Муратов А.А., Кашапова Л.К. Результаты работы нового спектрополяриметра для наблюдения солнечного радиоизлучения в диапазоне 50-500 МГц // Солнечно-земная физика. 2019. Т. 5, № 3. С. 3-10. DOI: 10.12737/szf-53201901. de Oliveira-Costa A., Tegmark M., Gaensler B.M., Jonas J., Landecker T.L, Reich P. A model of diffuse galactic radio emission from 10 MHz to 100 GHz. Mon. Not. R. Astron. Soc. 2008, vol. 388. pp. 247-260. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2008.13376.x. Сетов А.Г., Глоба М.В., Медведев А.В., Васильев Р.В., Кушнарев Д.С. Первые результаты абсолютных измерений потока солнечного излучения на Иркутском радаре некогерентного рассеяния (ИРНР) // Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4, № 3. С. 33-38. DOI: 10.12737/szf-43201804. Dulk G.A., Suzuki S., Sheridan K.V. Solar noise storms: the polarization of storm Type III and related bursts. Astron. Astrophys. 1984, vol. 130, pp. 39-45. Benz A.O., Monstein C., Meyer H. CALLISTO - A new concept for solar radio spectrometers // Solar Phys. 2005. V. 226. P. 143-151. DOI: 10.1007/s11207-005-5688-9. Giersch O.D., Kennewell J. and Lynch M. Solar radio burst statistics and implications for space weather effects. Space Weather. 2017, vol. 15. no. 11. pp. 1511-1522. DOI: 10.1002/2017SW001658. Bilitza D. The importance of EUV indices for the International Reference Ionosphere // Phys. Chem. Earth (C). 2000. V. 25. N. 5-6. P. 515-521. DOI: 10.1016/S1464-1917(00)00068-4. Iwai K., Tsuchiya F., Morioka A., Misawa H. IPRT/ AMATERAS: A new metric spectrum observation system for solar radio bursts. Solar Phys. 2012, vol. 277. pp. 447-457. DOI: 10.1007/s11207-011-9919-y. de Oliveira-Costa A., Tegmark M., Gaensler B.M., et al. A model of diffuse galactic radio emission from 10 MHz to 100 GHz // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2008. V. 388. P. 247-260. DOI: 10.1111/j.1365-2966.2008.13376.x. Kondo T., Isobe T., Igi S., Watari S., Tokumaru M. Hiraiso Radio Spectrograph (HiRAS) for monitoring solar radio bursts. J. Communications Research Laboratory. 1995, vol. 42. no. 1, pp. 111-119. Dulk G.A., Suzuki S., Sheridan K.V. Solar noise storms: the polarization of storm Type III and related bursts // Astron. Astrophys. 1984. V. 130. P. 39-45. Kontogeorgos A., Tsitsipis P., Caroubalos C., Moussas X., Preka-Papadema P., Hilaris A., et al. The improved ARTEMIS IV multichannel solar radio spectrograph of the University of Athens. Experimental Astronomy. 2006, vol. 21. pp. 41-55. DOI: 10.1007/s10686-006-9066-x. Giersch O.D., Kennewell J. and Lynch M. Solar radio burst statistics and implications for space weather effects // Space Weather. 2017. V. 15. N. 11. P. 1511-1522. DOI: 10.1002/2017SW001658. Leblanc Y., Le Squeren A.M. Dimensions, Temperature and electron density of the quiet corona. Their variations during the solar cycle. Astron. Astrophys. 1969, vol. 1. pp. 239-248. Iwai K., Tsuchiya F., Morioka A., Misawa H. IPRT/AMATERAS: A new metric spectrum observation system for solar radio bursts // Solar Phys. 2012. V. 277. P. 447-457. DOI: 10.1007/s11207-011-9919-y. Liu H., Chen Y., Cho K., Feng S., Vasanth V., Koval A., et al. A solar stationary type IV radio burst and its radiation mechanism. Solar Phys. 2018, vol. 293. pp. 58. DOI: 10.1007/s11207-018-1280-y. Kondo T., Isobe T., Igi S., et al. Hiraiso Radio Spectro¬graph (HiRAS) for monitoring solar radio bursts // J. Communications Research Laboratory. 1995. V. 42. N 1. P. 111-119. Muratova N.O., Muratov A.A., Kashapova L.K. Results of work of new spectropolarimeter for solar radio emission observations in the range 50-500 MHz. Solar-Terr. Phys. 2019, vol. 5. no. 3, pp. 3-9. DOI: 10.12737/stp-53201901. Kontogeorgos A., Tsitsipis P., Caroubalos C., et al. The improved ARTEMIS IV multichannel solar radio spectrograph of the University of Athens // Experimental Astronomy. 2006. V. 21. P. 41-55. DOI: 10.1007/s10686-006-9066-x. Potekhin A.P., Medvedev A.V., Zavorin A.V., Kushnarev D.S., Lebedev V.P, Lepetaev V.V., Shpynev B.G. Recording and control digital systems of the Irkutsk Incoherent Scatter Radar. Geomagnetism and Aeronomy. 2009, vol. 49. no. 7, pp. 1011-1021. DOI: 10.1134/S0016793209070299. Leblanc Y., le Squeren A.M. Dimensions, temperature and electron density of the quiet corona. Their variations during the solar cycle // Astron. Astrophys. 1969. V. 1. P. 239-248. Setov A.G., Globa M.V., Medvedev A.V., Vasilyev R.V., Kushnarev D.S. First results of absolute measurements of solar flux at the Irkutsk Incoherent Scatter Radar (IISR). Solar-Terr. Phys. 2018, vol. 4. no. 3, pp. 24-27. DOI: 10.12737/stp-43201804. Liu H., Chen Y., Cho K., et al. A solar stationary type IV radio burst and its radiation mechanism // Solar Phys. 2018. V. 293. P. 58. DOI: 10.1007/s11207-018-1280-y. Shibasaki K., Alissandrakis C.E., Pohjolainen S. Radio emission of the quiet Sun and active regions (Invited Review). Solar Phys. 2011, vol. 273. pp. 309-337. DOI: 10.1007/ s11207-011-9788-4. Potekhin A.P., Medvedev A.V., Zavorin A.V., et al. Recording and control digital systems of the Irkutsk Incoherent Scatter Radar // Geomagnetism and Aeronomy. 2009. V. 49. N 7. P. 1011-1021. DOI: 10.1134/S0016793209070299. Tapping K.F. The 10.7 cm solar radio flux (F10.7). Space Weather. 2013, vol. 11. pp. 394-406. DOI: 10.1002/swe.20064. Shibasaki K., Alissandrakis C.E., Pohjolainen S. Radio emission of the quiet Sun and active regions (Invited Review) // Solar Phys. 2011. V. 273. P. 309-337. DOI: 10.1007/s11207-011-9788-4. Tsurutani B.T., Verkhoglyadova O.P., Mannucci A.J., Lakhina G.S, Li. G., Zank G.P. A brief review of “solar flare effects” on the ionosphere. Radio Sci. 2009, vol. 44. no. RS0A17. DOI: 10.1029/2008RS004029. Tapping K.F. The 10.7 cm solar radio flux (F10.7) // Space Weather. 2013. V. 11. P. 394-406. DOI: 10.1002/swe.20064. Vasilyev R.V., Globa M.V., Kushnarev D.S., Lebedev V.P., Medvedev A.V., Ratovsky K.G. Model of discrete cos¬mic radiosource signal for Irkutsk incoherent scatter radar. XXV Vserossijskaya otkrytaya konferentsiya «Rasprostranenie radiovoln» [XXV All-Russian Open Conference “Propagation of Radio Waves”]. Tomsk, 2016, vol. 3, pp. 122-125. (In Russian). Tsurutani B.T., Verkhoglyadova O.P., Mannucci A.J. et al. A brief review of “solar flare effects” on the ionosphere // Radio Sci. 2009. V. 44. N. RS0A17. DOI: 10.1029/ 2008RS004029. Vasilyev R.V., Kushnarev D.S., Kashapova L.K., Lebedev V.P., Medvedev A.V., Nevedimov N.I., Ratovsky K.G. First results of radio observations of the Sun and powerful discrete sources at Irkutsk Radar. Astronomicheskii zhurnal [Astron. Rep.], 2013, vol. 90. no. 11, pp. 948-958. (In Russian). DOI: 10.7868/S0004629913110078. Verbanac G., Vršnak B., Temmer M., Mandea M., Korte M. Four decades of geomagnetic and solar activity: 1960-2001 // J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2010. V. 72. P. 607-616. DOI: 10.1016/j.jastp.2010.02.017. Verbanac G., Vršnak B., Temmer M., Mandea M., Korte M. Four decades of geomagnetic and solar activity: 1960-2001. J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2010, vol. 72. pp. 607-616. DOI: 10.1016/j.jastp.2010.02.017. Zhang J., Richardson I.G., Webb D.F. et al. Solar and interplanetary sources of major geomagnetic storms (Dst ≤ -100 nT) during 1996-2005 // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. N A10102. DOI: 10.1029/2007JA012321. Zhang J., Richardson I.G., Webb D.F. et al. Solar and interplanetary sources of major geomagnetic storms (Dst ≤ -100 nT) during 1996-2005. J. Geophys. Res. 2007, vol. 112. no. A10102. DOI: 10.1029/2007JA012321. Zirker J.B. Coronal holes and high-speed wind streams // Rev. Geophys. Space Phys. 1977. V. 15. N 3. P. 257-269. DOI: 10.1029/RG015i003p00257. Zirker J.B. Coronal holes and high-speed wind streams. Rev. Geophys. Space Phys. 1977, vol. 15. no. 3, pp. 257-269. DOI: 10.1029/RG015i003p00257. URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (дата обращения 27 июня 2020 г.). URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (accessed June 27, 2020). URL: ftp://ftp-out.sws.bom.gov.au (дата обращения 27 июня 2020 г.). URL: ftp://ftp-out.sws.bom.gov.au (accessed June 27, 2020).