Самосогласованная модель ионосферы

• Автор: Колесник, Анатолий Григорьевич
• Шифр специальности: 01.04.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 315 c. : ил

.С ОДЕРЖАНИЕ

Глава I. КОНЦЕПЦИЯ САМОСОГЛАСОВАННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ

1.1. Этапы развития и задачи математического моделирования ионосферы

1.2. Система уравнений обобщенной гидродинамики

для ионосферной плазмы

1.3. Понятие самосогласованного моделирования ионосферной плазмы и задачи по его реализации

Глава II. СКОРОСТИ ЛОКАЛЬНОГО НАГРЕВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ

КОМПОНЕНТ ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ

2.1. Скорости локального нагревания ионоеферы солнечным излучением с Л < 1026 А

2.2. Скорости локального„нагревания ионосферы солнечным излучением в континууме Шумана-Рунге
и за счет химических реакций
2.3. Распределение молекулярного азота по колебательным степеням свободы
2.4. Анализ скорости нагревания ионосферной
плазмы солнечным излучением
Глава III. ОДНОМЕРНАЯ САМОСОГЛАСОВАННАЯ МОДЕЛЬ СРЕДНЕШИРОТНОЙ ИОНОСФЕРЫ В ИНТЕРВАЛЕ ВЫСОТ 120-500 КМ
3.1. Система уравнений модели
3.2. Краевые условия
3.3. Метод решения системы уравнений модели
3.4. Численные эксперименты и оценка адекватности
модели
Глава IV. ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ЗАРЯЖЕННОЙ И МЕТАСТАБИЛЬНОЙ
КОМПОНЕНТ ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ

4.1. Система уравнений глобальной трехмерной модели ионосферы относительно заряженных и метастабильных компонент
4.2. Краевые условия
4.3. Метод численного решения системы уравнений модели
4.4. Результаты расчетов электронной концентрации высокоширотной области Р на трехмерной модели
4.5. Механизм формирования главного ионосферного
провала и явление "полной тени"
Глава V. ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ НЕЙТРАЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ
ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ
5.1. Система уравнений модели
5.2. Краевые условия
5.3. Метод численного решения системы уравнений модели
5.4. Оценка адекватности модели
5.5. Явление инверсии температуры в нижней термосфере
Глава V1.ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ САМОСОГЛАСОВАННОГО ОПИСАНИЯ НЕЙТРАЛЬНОЙ, ЗАРЯЖЕННОЙ И МЕТАСТАБИЛЬНОЙ КОМПОНЕНТ ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ
6.1. Система уравнений трехмерной самосогласованной
модели
6.2. Алгоритм совместного решения системы уравнений
модели
6.3* Моделирование основных структурных образований
ионосферной плазмы в планетарном масштабе
6.4. Реакция ионосферной плазмы на электрические поля
магнитосферного происхождения
Глава VП.ДИАГНОСТИКА И ПРОГНОЗ СОСТОЯНИЯ ИОНОСФЕРНОЙ
ПЛАЗМЫ НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ
7.1. Использование моделей в задачах модификации
области Г ионосферы мощной радиоволной
7.2. Методика оценки реакции сложных моделей на
входные параметры

7.3. Использование моделей в задачах долгосрочного прогноза состояния ионосферы
7.4. О возможности краткосрочного прогноза состояния ионосферы на основе математических моделей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ния атомов 0(4Б) на колебательное возбуждение азота по (2.21), что находится в хорошем соответствии с данными измерений [98].
Таблица 2
і 1 2 ' 3 4 5 ’
IV 0,36 0,29 0,2 0,14 0,1
Скорость образования колебательно-возбужденных молекул азота в результате реакции (2.21) равна
Qo(U)=c(,,P*[On))HNj. (2.22)
Важным механизмом колебательного возбуждения молекулярного азота [100] являются неупругие соударения с тепловыми и фотоэлектронами:
е.э + N?(S)—* N*(а) + е.э , (2.23)
ет - N*(S)—* N* * Єт . (2.24)
Скорость образования колебательно-возбужденных молекул в результате процессов (2.23) и (2.24) можно представить в виде N
Qe(8)-gns/ tfs'(E>[F„(E) + FT(E)]dE, (2.25)
S*2 Ео
где IIs - концентрация N2 с уровнем возбуждения S і о!(е)
« сечения возбуждения колебательных уровней электронами (процессы (2,23) и (2.24)), принятые в расчетах согласно результатам измерений [iOl] ; Гфэ(Е)« поток фотоэлектронов, методика расчета кото« рого изложена в § 2.1; Ет (Ё) « поток тепловых (максвелловских)
электронов; Е0 = 0,8 эв и Ем = 3,2 эв.
Наряду с процессами (2.23) и (2.24), в которых возможно га-