МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ МЕЗОСФЕРЫ, ТЕРМОСФЕРЫ И ИОНОСФЕРЫ

• Автор: Медведев, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 341 с. : 2 ил.

Введение

Глава 1 Обзор экспериментальных данных, основные физикохимические процессы

1 1 Экспериментальные данные по составу верхней атмосферы

1 1 1 Атомарный и молекулярный кислород

1 1 2 Озон и электронновозбужденный молекулярный кислород

1 1 3 Азотные компоненты М, И и 0

1 1 4 Температура нейтрального газа

1 2 Ионный состав ОиЕ областей

1 2 1 Ионный состав области О

1 2 2 Ионный состав области Е

1 2 3 Электронная концентрация

1 3 Основные физикохимические процессы, определяющие состав нейтральной
атмосферы и ионосферы
1 З 1 Дневные источники ионизации
1 3 2 Ночные источники ионизации
1 3 3 Сведения о динамических процессах в средней атмосфере
1 3 4 Характерные времена процессов
1 3 5 Характерные времена химических процессов
1 3 6 Времена диффузии
3 7 Времена среднемассового переноса
4 Обзор моделей
Глава 2 Математическая модель мезосферы, термосферы и ионосферы
1 Построение моделей 2 2 Уравнения непрерывности и движения нейтрального
состава мезосферы и
термосферы
2 3 Уравнение теплопроводности нейтрального газа
2 4 Макроскопические скорости движения нейтрального газа
2 5 Модель Ообласти ионосферы
5 1 Четырехионная схема
2 5 2 Усложненные фотохимические схемы
2 5 3 Сложные фотохимические схемы
2 5 4 Метол решения уравнения химической кинетики
2 6 Модель Еобласти ионосферы
2 7 Модель области ионосферы
2 7 1 Входные данные модели и упрощающие предположения
2 7 2 Уравнения движения ионов
7 3 Уравнения теплового баланса для ионов и электронов
2 8 Колебательновозбужденный молекулярный азот
9 Дневные и ночные источники ионизации
Глава 3 Варианты разностной аппроксимации моделирующих уравнений и численные
методы их решения 9
1 Численные методы решения уравнения непрерывности
1 Потоковые варианты метода прогонки
1 2 Потоковый вариант на дробной сетке
3 1 3 Потоковый вариант для преобразованного уравнения
3 1 4 Расчет потока методом прогонки
3 1 5 Численные методы решения уравнения теплового баланса для ионов и
электронов
3 2 Численные методы решения уравнений теплового баланса для нейтральных
частиц 7
3 2 1 Потоковый вариант метода прогонки для уравнения теплового баланса
нейтральных частиц 9
3 3 Численные методы решения уравнения движения нейтрального газа
3 4 Граничные и начальные условия
3 5 Распределенные граничные условия
3 6 Контрольные примеры
3 7 Способы построения неравномерной сетки
8 Алгоритмизация модели
Глава 4 Результаты вычислительных экспериментов
1 Расчеты высотного распределения кислородных компонент
4 2 Расчет высотного распределения ,
4 3 Результаты численных расчетов температуры нейтрального газа
4 4 Анализ скоростей ионизации и фотодиссоциации в области . Е, Гобластей
на основе теоретической модели
4 5 Вычислительный эксперимент, выясняющий роль нечетного азота в нижней
ионосфере 8
4 6 Зимняя аномалия области
Результаты вычислительного эксперимента расчетных параметров Р2 об ласти
Роль горизонтальных составляющих скорости нейтрального ветра на ионосферу
земли 7
Влияние колебательновозбужднного азота на рекомбинацию в ионосферной
плазме 5
Применение модели в целях распространения электромагнитных волн
Заключение
Литература


Анализ скоростей ионизации и фотодиссоциации в области . Приложение 1. Институт прикладной математики им. Келдыша РАН, г. Приложение 2. Институт прикладной геофизики им. Е.К. Федрова, г. Москва
Приложение 3. Институт земногомагнетизма и распространения радиоволн РАН, г. Приложение 4. Приложение 5. Балтийский федеральный университет им. Приложение 6. Земли. Построен контрольный пример. Оионосферы. Глава 1. На рис. Из рис. В таблице 1. Рис. Сплошная линия расчт по модели. Рис. Рис. Таблица 1. Юо2 I С


0
0
экспер. Ю
1. На рис. ИК области. Таблица 1. Время ч
М см3
8 см3
7 см3
см3

1. Оз. Ь V 0,1 2, 4. На рис. Рис. Рис. Рассчитанные высотные распределения ОгСДе. Рис. I , 2Й , I I Экспериментальные данные из работы . Ь, км
Рис. Н 2 , 3, 4 , и С 5, 6 , 7 . На рис. Из рис. Мейра проведенных зимой. АЕС в области высот 0 0 км. ОГО 4 и АЕ С . Ы на высоте 5 км . М2Э. Ы2П. М2Ю 6см3 в области км. АЕС. И 5 см 3 на 0 км. Ы 7 5см3 на 0 0 км. Рис. Г1Г1 Г1. Кгод на низких и высоких широтах и от 0. Е ионосферы 0. КДВ . Отмечены следующие мезосфериые изменения температуры
МИТ наблюдаются в основном в низких и средних широтах в окрестности и км. К 0. Кгод. Тм . I . Хм 0. На рис. Рис. Область V является наименее изученной частью ионосферы. На рис. О. Из рис. Ообласти, список которых приведен в работах . На высо тах выше км основными ионами являются ионы 0 и . ЫОНп. Среди кластеров обычно преобладают ионы с массой а. И км, природа которых неизвестна . Ообласти еще более сложная, чем положительных. Нарциси и др. Арнольда и др. Ы. Па рис. Из рис. Рис. I а положительные ионы б отрицательные ионы.