Artificial auroral lights are optical emissions induced by high-power radiowaves in a manner similar to the creation of natural auroral lights due to precipitation of superthermal electrons. Here the Earth's atmosphere itself plays the role of a plasma laboratory. A high-power radio-transmitter creates superthermal electrons in situ due to radiowave interactions with the ionospheric plasma. Low-altitude (85–125 km) artificial aurora is a relatively rare phenomenon observed for the first time about 10 years ago. Analysis of available observations shows that its intensity and structure, as well as the very possibility of its generation at these altitudes, depend largely on the presence and features of so-called sporadic ionization, best known for its effect on navigation and communication. Thus, all other parameters unchanged, a 20 times increase in the height-extent of sporadic ionization clouds could under certain circumstances result in a 27-fold increase in the intensity of the low-altitude artificial aurora. Understanding the morphology and typical features of sporadic ionization clouds for a given location would allow proper planning of experimental campaigns and noticeably extend our knowledge of the atmosphere and its use for human needs. Equally important is that low-altitude artificial auroras give information about the horizontal structure and dynamics of E-region sporadic ionization, the airglow-source region, the energy of superthermal electrons and perhaps the local atmospheric temperature and water vapor content at 80–90 km.
人工オーロラは、高エネルギー電波によって誘起される光学 emissions であり、超高熱電子の降下による自然オーロラの生成と類似した機構を持つ。ここでは、地球の大気自体がプラズマ実験室の役割を果たす。高出力の電波送信機は、電離圏プラズマとの電波相互作用により、超高熱電子をその場で生成する。低高度(85–125 km)における人工オーロラは比較的稀な現象であり、約10年前に初めて観測された。利用可能な観測データの解析によれば、その強度と構造、さらにはこれらの高度での生成可能性そのものが、いわゆるスポラディック電離層( sporadic ionization )の存在と特性に大きく依存している。このスポラディック電離層は、通信や航法への影響で最もよく知られている。したがって、他のすべてのパラメータが不変であれば、スポラディック電離層雲の高度方向の広がりが20倍に増加すると、特定の条件下では低高度人工オーロラの強度が27倍に増加し得る。特定の地点におけるスポラディック電離層雲の形態と典型的な特性を理解することは、実験キャンペーンの適切な計画を可能にし、大気とその人間のニーズへの利用に関する知識を顕著に拡張するであろう。同様に重要なのは、低高度人工オーロラが、E領域スポラディック電離層の水平構造と動態、エアグロー源領域、超高熱電子のエネルギー、そしておそらくは80–90 kmにおける局所的な大気温度と水蒸気含有量に関する情報を提供することである。