| Titre | A modeling framework for estimating ionospheric HF absorption produced by solar flares |
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| Auteur | Chakraborty, S ;
Baker, J B H; Fiori, R A D; Ruohoniemi, J M; Zawdie, K A |
| Source | Radio Science 56, 10, e2021RS007285, 2021., https://doi.org/10.1029/2021RS007285 |
| Année | 2021 |
| Séries alt. | Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20210561 |
| Éditeur | AGU |
| Document | publication en série |
| Lang. | anglais |
| DOI | https://doi.org/10.1029/2021RS007285 |
| Media | papier; en ligne; numérique |
| Formats | pdf |
| Sujets | variations solaires; établissement de modèles; ionosphère; courants ionosphériques; géologie extraterrestre |
| Diffusé | 2021 09 23 |
| Résumé | (disponible en anglais seulement)
Over-the-Horizon communication is strongly dependent on the state of the ionosphere, which is susceptible to solar flares. Trans-ionospheric high frequency (HF,
3-30 MHz) signals can experience strong attenuation following a solar flare that lasts typically for an hour, commonly referred to as shortwave fadeout (SWF). In this study, we examine the role of dispersion relation and collision frequency
formulations on the estimation of SWF in riometer observations using a new physics-based model framework. The new framework first uses modified solar irradiance models incorporating high-resolution solar flux data from the GOES satellite X-ray
sensors as input to compute the enhanced ionization produced during a flare event. The framework then uses different dispersion relation and collision frequency formulations to estimate the enhanced HF absorption. The modeled HF absorption is
compared with riometer data to determine which formulation best reproduces the observations. We find the Appleton-Hartree dispersion relation in combination with the averaged collision frequency profile reproduces riometer observations with an
average skill score of 0.4, representing 40% better forecast ability than the existing D-region Absorption Prediction model. Our modeling results also indicate that electron temperature plays an important role in controlling HF absorption. We suggest
that adoption of the Appleton-Hartree dispersion relation in combination with the averaged collision frequency be considered for improved forecasting of ionospheric absorption following solar flares. |
| Sommaire | (Résumé en langage clair et simple, non publié)
Les explosions soudaines de rayonnement électromagnétique provenant du Soleil, également appelées éruptions solaires, modifient les propriétés
physiques de l'ionosphère. L'augmentation soudaine du rayonnement solaire entrant affecte les canaux de communication radio à l'horizon du côté jour de la Terre, ce que l'on appelle communément l'évanouissement des ondes courtes (SWF). Cette étude
décrit une nouvelle approche pour estimer l'absorption des ondes radio ionosphériques, en utilisant différentes formulations de la relation de dispersion des ondes et de la fréquence de collision, et compare leurs mérites relatifs en utilisant des
observations directes de l'absorption dans l'ionosphère. Nous examinons comment différents paramètres physiques, tels que l'emplacement de l'émetteur, l'intensité de l'éruption solaire, la composition de l'ionosphère et les conditions de fond, comme
la température des électrons, ont un impact sur le SWF. |
| GEOSCAN ID | 329475 |
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