Low Frequency Whistlers Generated in the Lower Ionosphere During Strong Thunderstorms

Abstract

Methods of determination whistler frequencies generated by the infrasound in E- and F- regions of the ionosphere near the strong thunderstorm epicentre in the Earth atmosphere are proposed. Experimentally, using methods of the vertical Doppler sounding and partial reflections, it has been confirmed the principle that the during a strong thunderstorm, near the epicentre, generating of infrasonic waves of 1 f ≈ 0.4-0.8 Hz which spread up to the ionospheric F-region heights is possible. On the basis of both the infrasonic waves transformed in the ionosphere into the low frequency whistlers and the dispersion relations, the whistler frequencies were found to be 3 f ≈ 7-29 kHz, which agrees closely with the theoretical calculations.

Предложен метод определения частот вистлеров, генерируемых инфразвуком в Е- и F- областях ионосферы вблизи сильного грозового эпицентра в атмосфере Земли. Экспериментально, с использованием методов вертикального доплеровского зондирования и частичных отражений, было подтверждено, что во время сильного грозы, вблизи эпицентра, возможна генерация инфразвуковых волн ≈ 0,4-0,8 Гц, которые распространяются до ионосферного F- слоя. На основе механизма трансформации инфразвуковых волн в ионосфере в низкочастотные свистовые волны и дисперсионные соотношения, были найдены частоты вистлеров ≈ 7-29 кГц, что хорошо согласуется с теоретическими расчетами.

Запропоновано метод визначення частот вістлерів, що генеруються інфразвуком в Е- і F- областях іоносфери поблизу сильного грозового епіцентру в атмосфері Землі. Експериментально, з використанням методів вертикального доплерівського зондування і часткових відображень, було підтверджено, що під час сильної грози, поблизу епіцентру, можлива генерація інфразвукових хвиль ≈ 0,4-0,8 Гц, які поширюються до іоносферного F- шару. На основі механізму трансформації інфразвукових хвиль в іоносфері в низькочастотні свистова хвилі і дисперсійного співвідношення, були знайдені частоти вістлерів ≈ 7-29 кГц, що добре узгоджується з теоретичними розрахунками.