Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Электростатические структуры и неоднородности в авроральной ионосферной и магнитосферной плазме

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Электростатические структуры и неоднородности в авроральной ионосферной и магнитосферной плазме"

:гз од

I 3 ФсВ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ВОЛОСЕВЙЧ АЛЕКСАНДРА. ВЛАДИМИРОВНА

Электростатические структуры и неоднородности в авроралъной ионосферной к магнитосфэрной плазме

04.00.22 Геофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Санкт-Петербург 1995

Работа выполнена в Государственном педагогическом институте им. А.А.Кулешова, г.Могилев, Республика Беларусь

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук, Терещенко Е.Д.

- доктор физико-математических наук, Похотелов O.A.

- доктор физико-математических наук, Трошичев O.A.

Ведущая организация - Институт Космофизических исследований и аэрономии ЯФ СО РАН, г.Якутск

Защита диссертации состоится " " стъебjoQ/'-f L9S5 г. в аудитории 347 в 4 час. е>() мин. на заседании специализированного Совета Д. 063.37.51 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора -наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199164, г. Санкт-Петербург, Университетская набережная, д. 7/9, НШФ.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке университета. Автореферат разослан " " JMjgg г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат физико-математических наук

Зайцева С. А.

- 3 -

Обтая характеристика работы

.Диссертация посвяаена теоретическому исследованию проблемы формирования электростатических структур и неоднородностей в авроральной ионосферно-магнитосферной плазме.

Актуальность проблемы. В результате экспериментального исследования процессов, происходящих в ионосфере и магнитосфере, получек (Зольной экспериментальный материал о неоднородности, возникавшие в авроральной ионосфере и магнитосфере и связанных с ними электростатических структур. Лля понимания физики процессов перспективными являются теоретические модели, основанные на представлении об образования областей ("пятек") волновой электростатической турбулентности в ионосфере и магнитосфере. Эти "пятна" образуются при определенных физических условиях в столкновительнсй ионосферной плазме и бесстолкновительной плазме магнитосферы и являются следствием компенсации линейного роста неустойчивых волн нелинейными процессами затухания и дисперсии, что приводит к образованию стационарного состояния турбулентности. Такие электростатические структуры диагностируется как с помощью измерений с ракет и спутников, так и с. помощью -радиолокационной техники в авроральной ионосфере.

Основной трудностью при создании теоретических моделей областей волновой стационарной электростатической турбулентности является исследование нелинейных процессов, приводят« к стационарному состоянию. При определенных физических условиях в плазме могут возбуждаться волны различных типов: ленгмюровские, ионно-звуковые, ионно-циклотронные и т.д. При развитии неустой-чивостей амплитуды волн увеличиваются, что приводит к взаимодействию волн между собой и с частицами плазмы. Плазма с

развитой волновой турбулентностью может интенсивно рассеивать радиоволны в определенном диапазоне частот, в плазме может происходить ускорение заряженных частиц, а также могут изменяться фоновые С разновесные] параметры. Заметим, что развитие теории плазменных неустойчивостей привело к представлении о том, что реальная плазма часто неустойчива, что приводит к образование турбулентного состояния. Итогом такого состояния является образование в плазме квазистационарной электростатической структуры с аномальным распределением потенциала и связанным с ним распределением возмущенней плотности заряженных частиц. Такие-структуры могут диагностироваться экспериментальными средствами. Применение результатов теории турбулентной плазмы, созданной: дня: лабораторной плазмы, к задачам космической геафжшж связано? сг необходимостью развития и обобщения этой;теории:с учетом, факторов, существенных для авроральной ионосферы» и: магнитесферы Сналичие столкновений, ках слабых так и сильных, градиентов; электронной, плотности, существование электрических-и магнитных-полей; а.также1 достаточно интенсивных продольных тскав и др.).

В этей связи важной проблемой; является, создание- и: развитие-«¿экзаткых теоретических моделей;, основанных: нгь нелинейной-тс-сзиз, для-' исследования механизме^ генерации? и>. стабилизации? • шмйсзтабяах: неустойчивостей, возникавши-; а магнитосфере,- над: азоссальныы о валам, и в области! аврораггьного. электродгвта,. которые^ пр'изеллт я образованию неоднородностей, вызывающих- нелинейные-.-струхтуры типа двойных слоев, "ионных, дыр!' и, прочее, а также,-хспрэдгаг* аароральное-- рассеяние УКВградиоволн. Такие модели-неосхзаиаы. как для "интерпретация процессов ускорения авроралыавс--част::г: в.- магнитосфере,интенсивных радиоотражений, наблюдаемых в-авссгинжи«* зоне, так- и для использования техники когерентных.

[ - ь -

радаров для текущей диагностики . состояния магнитосферы, идентификации и локализации определенных физических процессов е полярной ионосфере, связанных с развитием суббури. Кроме того, построение адекватной теории сильных неоднородностей в полярной ионосфере имеет прикладное значение для разнообразных задач, сЕязакнкх с рассеянием УКВ-волн.

Актуальным также язляется теоретическое исследование различных типов мелкомасштабных электростатических структур в магнитосфере в -областях сильных продольных токов и ускорения частиц, такие области плазменной турбулентности диагностируется в магнитосфере со спутников, но не имеет пока последовательного теоретического списания.

Эти проблемы ваеты для исследования механизмов ускорения заряженных частиц в магнитосферах Земли и планет, а также процессов ионосферно- магкитосферного взаимодействия.

Цели диссертационной работы:

исследовать физические механизмы возбуждения неустойчивостей в столкновительной плазме;

- исследовать эффективность различных нелинейных процессов, важных для образовании областей . стационарной волновой турбулентности при развитии фарлей-бунемановской неустойчивости;

- изучить динамику нелинейного трехволнового взаимодействия волн, оценить уровень стационарной турбулентности и его зависимость от волнового вектора, азимутального и ракурсного угла;

- исследовать возможность стабилизации неустойчивости за счет четырехволнового взаимодействия волн и оценить необходимые ч условия для такого процесса;

- исследовать оптимальные условия развития различных типов неустойчивостей при учете реальных физических условий в

авроральной ионосфере при. учете особенностей обобщенного экспериментального изучения радиоавроры;

исследовать эффективность различных квазилинейных механизмов стабилизации неустойчивостей аврорального электроджета и их. проявление в экспериментах по авроральному рассеянию УКВ-радиоволн;

исследовать возможность распространения нелинейных стационарных волн и формирование электростатических структур в авроральной ионосфере с повышенным уровнем флуктуаций;

- на основе модели стационарных волн в ионосфере оценить эффективность различных нелинейных процессов, приводящих к стационарному состоянию;

рассмотреть • особенности распространения- нелинейных стационарных волн в магнитосфере и образование электростатических структур в магнитосфере, оценить их характерные масштабы, параметры и физические условия их возникновения в ионосферной плазме.

- рассчитать электростатические структуры в магнитосфере при учете градиентов электрического и магнитного полей и на основе этих моделей провести сравнение с эксперимента^!.

Научная новизну работы.

1. Впервые исследовано влияние стационарной ' волновой турбулентности в авроральной ионосфере на параметры ионосферной плазмы и проведены соответствующие оценки. На основе этого метода объяснены некоторые особенности аврорального рассеяния радиоволн (например, расширение диапазона ракурсных углов, возникновение дополнительных продольных полей и др.)

2. Впервые построены модели электростатических структур для авроральных полей и токов - в магнитосфере и они применены к интерпретации экспериментальных результатов, полученных со

' спутника Ореол-3 [Проект АРКАД), со спутника Викинг и других спутников.

3. Впервые исследованы условия суиествования нелинейных стационарных волн и структур в магнитосферной плазме, оценены их параметры к проведено сравнение с имеющимися экспериментальными данными.

4. Впервые разработана нелинейная теория образования неодкородкостей в столкновительной плазме при учете сильных столкновений • за счет трехволнового и четырехволнового взаимодействия, проведены энергетические оценки уровня стационарной турбулентности и показана эффективность такого

■ взаимодействия в условиях столкновительной ионосферной плазмы.

5. Впервые исследован энергетический баланс неустойчивых волн с плазисй л выявлены физические механизмы возбуждения фарлей-бунемановской неустойчивости в полярной ионосфере.

6. Впервые показано, что в. авроральной ионосфере при определенных условиях могут существовать нелинейные стационарные структуры с уровнем флуктуация до ~ 10%.

■ Достоверность полученных аналитическим путем теоретических выводов подтверждается согласием в предельных случаях с известными упрощенными моделями, а также их согласием с результатами анализа экспериментальных данных по радиолокационному . зондирование полярной ионосферы и экспериментальных данных по двойным слоям и структурам, полученных на ракетах и спутниках в магнитосфере над областями полярных сияний.

Научная и практическая ценность работы. • ч

Полученные в диссертации результаты вахны для понимания фи. зических процессов, происходящих в авроральной ионосфере и магнитосфере, и механизмов магнитосферно-ионосферного взаимодействия.

Теоретические модели образования сильных неоднородностей в области аврорального электрощита, основанные на нелинейной теории, важны для интерпретации экспериментальных данных по азроральному рассеянию коротких радиоволн, а также для использования когерентных локаторов с целью получения информации об электрических полях • и токах в высокоширотной ионосфере с высоким разрешением по времени и пространству, включая текущуую диагностику процесса развития вспышки суббури, что имеет и прикладное значение.

Результаты проведенного анализа энергобаланса неустойчивых фарлей-бунемановских волн с плазмой и исследование процессов нелинейного взаимодействия волн являются важным вкладом в развитие нелинейной электродинамики столкновительной плазмы и имеют широкую область применения.

Теоретические модели формирования электростатических структур, оснозанкке на концепции распространения нелинейных стационарных волн в ионосферной и магнитосферной плазме, являются новыми и вахиныи при исследовании перехода от линейных к нелинейным структурам с высоким уровнем флухтуаций, а также для создания альтернативных моделей радиоавроры, что имеет прикладное значение.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Развита нелинейная теория стабилизации неустойчивостей аврорального электродхета при учете нелинейного взаимодействия волн. На основе этой теории проведены оценки стационарного уровня турбулентности и показана эффективность такого взаимодействия в услозиях сильных столкновений штя Е-слоя ионосферы.

2. Рассчитаны теоретические модели электростатических структур для областей авроральных полей и токов в магнитосфере. Эти.модели

согласуются с экспериментальными результатами и закономерностями, полученными со спутника Ореол-3 (проект ARCAD-3) и ' других спутников. 4

3. Показано, что при определенных условиях'в магнитосфере возможно существование квазистационарных электростатических структур различных масштабов в форме движущихся нелинейных волн, которые могут быть периодическими, ккоидалькыки или солитоно-подобными или типа "ионной дыры" С"ion hole"). Такие структуры согласуются с характеристиками нелинейных волн, слабых двойных слоев, "ионных дыр",- измеренными со спутников S3-3, VIKING и других.

4. Метод самосогласованного учета стационарной волновой турбулентности авроральной E-области ионосферы и изменение "вследствии этого эффекта фоновых характеристик плазмы (температуры, частоты столкновений, электрического поля и его градиентов}.

5. Модели мелкомасштабных электростатических структур в столкновительной плазме полярной ионосферы E-области с амплитудой флуктуаоив плотности заряженных частиц до 10%. Эти модели согласуются с экспериментальными результатами по авроральному рассеянию радиоволн.

Реализация результатов.

Результата работы уже используются и могут быть использованы в дальнейшем в ИКИ РАН, ПГИ КФРАН, ИКФИА Якутского филиала СО РАК, МГУ и в других организациях при проведении исследовательских работ по проблема« геофизики околоземного космического пространства. Результаты работы неоднократно использовались при подготовке, ттрсьедеппа я интерпретации экспериментов по исследованию магнитосферы в ИКИ*.РАН и ПГИ КФ РАН. Ряд результатов, полученных в диссертации, использовался в учебных

курсах лекций и спецкурсх по физике плазмы, читаемых студентам физико-математического факультета Могилевского пединститута и в спецкурсе по физике космического пространства, в Московском Физико-техническом институте.

Личный вклад автора определяется тем, что основная часть теоретических исследований, вошедших в диссертации, выполнена автором самостоятельно, начиная от постановки задачи, построения теории, расчетов и интерпретации результатов. В совместных работах с М.Г.Гельбергом автору принадлежат результаты, относящиеся к исследовании Е-области ионосферы.

В совместных работах с В. А. Шафтаном автору принадлежит разработка теоретических моделей и участие в интерпретации полученных результатов.

\

В совместных работах с В. А. Липеровским автору принадлежат результаты по разработке нелинейной .теория стабилизации ** неустойчивостей в столкновительной Е-области ионосферы.

В серии работ совместна с 0. И. Гальпериным автору принадлежит теоретическая часть расчетов и анализ физических результатов.

Апробация работы. . Результаты работ, обобщенных в диссертаций, докладывались на- Международном Симпозиуме по проекту 'Тесмагнитный меридиан", Ленинград 1976 г.; .на Симпозиуме по •физике .геомагнитосферы, Иркутск 1977- г.; на Международной ассамблее МАГА, Сиэтл, 1977 г.; на Конференции по физике ионосферы, Ашхабад 1976 г.; на школе-семинаре "Электрические поля в магнитосфере и ионосфере", Ленинград, 1974 г.; на Всесоюзной конференции "Волны в плазме", Ленинград, 1978 г."; на 14-й Международной конференции по ионизированным газам, Гренобль, 1979 г.; на школе-семинаре "Математические модели ближнего космоса", Красноярск-, 19^9 г.; на Международном симпозиуме "Полярные

- И -

геомагнитные явления", Суздаль, 1986т.; на I, II, III Совещании по"Математическим моделям ближнего космоса", Москва, 1986 г, 1990 г, 1993 г.; International Simposium "The results of the Arcad-3 project" Toulouse, France 1984; International conference "Icnosphoric response to the Solar Wind", KAPG, Praga, 1988, a также к?- семйнграг Ш, ЛГИ, ИКФиА, ИЗМИРАН, И4Э.

Публикаикг. По т-ít-e диссертации опубликовано 30 статей.

Структура и об'ььу. диссертации. Диссертация состоит из введения, вести глав, заключения, 5-и приложений, содержит 281 страниц каскнопиского текста, 19 рисунков. Список литературы состоит r.z 180 казнаkkí:.

II. Содержание диссертации

Бо Введении дана краткая характеристика состояния исследования авроральных кеоднородностей. Изложена цель работы, ее актуальность и новизна, а также излагается то новое, что вносится .автором. Кратко . сформулированы основные защищаемые положения.

_В разделе 1.1 первой главы содержится краткий обзор экспериментальных исследований авроральных неоднородностей методами радиолокации.

Основными направлениями экспериментальной диагностики авроральных неоднородностей является наземные методы радиолокационного измерения эффективного объемного поперечника раесеяняя и допплеровские измерена«. определяющие скорость движения неоднородности, а также прямые ракетные измерения .фяуктуаций электронной плотности и электрического поля.

Многочисленные эксперимент.--.-.->ные исследования показали, что

объемный поперечник обратного рассеяния является сложной функцией многих параметров по, р, у, |1с|, h), где - дрейфовая

скорость электронов, п0 - фоновая плотность, р, у - азимутальный и ракурсный углы, I? - волновой вектор, h - высота, причем в конкретных экспериментах эти параметры могут быть взаимозависимы. В разделе 1.1 обобщены основные экспериментальные результаты по измерению высоты отражающего объема, ракурсной чувствительности, зависимости вероятности возникновения турбулентности от электрического поля и возможный пороговый эффект по электрическому поло и плотности заряженных частиц. Также обобщены возможные аналитические апроксимации зависимостей эффективного объемного поперечника рассеяния от волнового числа к, ракурсного и азимутальных углов на основе известных экспериментальных результатов. Основное внимание уделяется выявлению характерных экспериментальных результатов, которые можно использовать для разработки теоретических моделей. Например, обращается внимание на экспериментальные данные, характерные для авроральной области: возможность наблюдения радхоотражений под большими ракурсными углами у > 5-8°, шжрокий высотный диапазон радиовроры 90-150 км, причем возможно расслоение отражающей области и наличие локальных областей отражающего объема с большими значениями электрических полей и^лектронной плотности.

£ разделе обобщены экспериментальные результаты по

классификации аДроральюа радиоотражеяий для выявления различных возможных механизмов образования неоднородностей при исследовании различных теоретических моделей. Обрекается внимание на то, что хот* в большинстве работ подтверждается соответствие типа# I радиоотраткий фарлей-бунемановской неустойчивости, а типа. II -дрейфово-градиентной неустойчивости, существует неоднозначность

такого разделения,.т.к.- часто при интерпретации радиоавроральных отражений не учитывается геометрия отражающего объема и физические условия в нем (наличие электрического поля может привести к нагреву и к изменению скорости звука в плазме). Таким образом, разделение наблюдаемых радиоотражений на тип I и II на основе линейной теории может привести к неоднозначности такого разделения. Еде более сложная задача связана с выявлением типов III и IV радиоотражений. Получены противоречивые результаты относительно типа III, для которого есть альтернативная интерпретация как в рамках ионно-цюслотронной турбулентности, так и фарлей-бунемановской,. возникающих при особых условиях. На основе анализа экспериментальных данных делается вывод, что типы " III и IV отражают характерные черты авроральной области, и эти радиоотражения связаны с динамикой электрических полей и токовых систем на аьрсралькьгх широтах.

В разделе 1.3. первой главы кратко проанализированы физические условия в Е-области авроральной ионосферы, которые являются. определяющими при разработке теоретических моделей. Особо обращается внимание на возможность больших значений поперечного электрического поля в авроральной области, • а также наличие интенсивных продольных токов в области дуги полярного сияния. Отмечается неоднозначность определения пбперечного электрического поля при учете зависимости отражающего объема от ракурсного угла. Рассмотрены особенности физических условий авроральной области: возможность больших уровней флуктуаций электронной плотности О 5 - 1054); возможность значительных ^ градиентов электронной' плотности; возникновение< узких слоев металлических ионов. Делается вывод о необходимости учета нагрева . электронов и ионов как за счет электрического поля, так и за счет

турбулентности. что может привести к изменению частот столкновений электронов и ионов. Эти параметры являются определяющими при построении теоретических моделей.

Глаза 2 посвящена исследованию линейной теории генерации волновой электростатической турбулентности в авроральной ионосфере. В данной главе решается основная задача: исследовать оптимальные условия развития неустойчивостей при реальных физических условиях в авроральной ионосфере и получить закон дисперсии неустойчивых волн, на основе которого возможно построение нелинейной теории. В разделе 2.1 эта задача решается в рамках квазигидродинамической модели для трех высотных областей: I - и » ыН1. II - у[ ~ и III - vi « . Электроны можно считать замагниченными в силу выполнимости -неравенства « «Нв Су , уа - частота столкновений ионов, электронов с нейтральными "астицами; «Н1, соНв - гирочастоты}. В рамках гидродинамической модели получены две моды колебаний, одна из них - это хорошо известная мода, описывающая фарлей- бунемановскую неустойчивость при условии ШН1 « 1 и ¡с«, или « < ь^. Здесь важно

заметать, что при более точном расчете фазовая скорость зависит от волнового числа к, т.е. закон дисперсии волн отличается от линейного..Для моды II закон дисперсии ыг й ы^ + кгс* и эта мода существует при условии V « саН1, т.е. в верхней высотной области.

Исследование условий генерации волн показало, что в области протекания продольных токов существенно облегчаются условия возбуждения для коротковолновой части спектра и для ракурсных углов щ > 1,2°, т.е. уменьшается порог возникновения фарлей-бунемановской и дрейфово-градиентной неустойчивости, и расширяется диапазон возможных ракурсных углов. Уточненный кинетический расчет проведен в разделе 2.2. где учтено затухание Ландау на

ионах. Показано, 470 а) закон дисперсии фарлей-бунемановской моды отличается от линейного; б) фазовая скорость уменьшается с ростом к к резко уменьшается с ростом ракурсного угла; в) с увеличением электрического поля спектр неустойчивых волн расширяется и максимум сдвигается к большим значениям волновых чисел; г) в области частот ы > 0,3шг существует пороговое значение электронной плотности для возбуждения неустойчивочсти.

3 раздел^ 2. 3 исследованы оптимальные условия генерации волн з верхней высотной области. Показано, что . при условии v¡ < <0^ возмогло возбуждение ионно-циклотронной столкновительной Спри згмагниченных электронах) неустойчивости в области протекания продольных тсков. Отмечены характерные особенности, важные для • диагностики этой моды; а) закон дисперсии ионно-циклотронных волн имеет максимум гри масштабе к± (£Н1 - гирорадиус ионов),

причем частота уменьшается с ростом кх; б) критическая дрейфовая скорость электронов при Т4/Те » 1 увеличивается с возрастанием отношения Т генерация при этом затрудняется; в) ионно-

циклотронкая турбулентность может диагностироваться при дрейфовых скоростях электронов &ов » 30?Tj .■ Для области ионосферы h 150 -200 км можно принять электронную плотность n 3-Ю'"м"1, тогда необходимая плотность продольного тока j ц > епо&о ц - 20 мА/мг. С возрастанием массы иона значение критического тока изменяется обратно пропорционально v m '; г) с возрастанием' ионных столкновений {3 = vi /<оН1 условия генерации ухудшаются. При изменении параметров от /3 0.01 до [3 * 0,1 критическая дрейфовая скорость увеличивается на порядок. Высотная область ионосферы, в s которой возможно существование . электростатических ионно-циклотронных волн, зависит от выбранной физической модели ионосферы (параметры Т4.Т., а также от сорта ионов. Так,

например, оптимальные значения и1 < 0.05шН1 и ' Ю~4иНв соответствуют для ионов 0+ и N0" высотной области генерации Ь > 130 км при протекании продольных токов; д) легче всего возбуждаются волны с масштабами кх^ ~ 1.2, т.е. 3,8

/сои для ионов 0+; ыц, ~ 300 с"1, X ~ 10 "м; е) наименьшие

Т1 Н1 п!

критические дрейфовые скорости соответствуют значениям кх/к ц - 20 - 25, т.е. угол отклонения волнового вектора от плоскости ортогональной магнитному полю у "> 2,2 - 2,3°. Отмеченные закономерности могут использоваться при интерпретации экспериментальных данных по авроральному рассеянию радиоволн.

Глава 3 содержит квазилинейную теорию неустойчивостей аьроральной ионосферы. В линейной теории плазменных неустойчивостей предполагалось, что возмущения плазмы малые и являются независимыми. В квазилинейном приближении взаимодействие возмущений между собой приводит к изменению макроскопичеких (фоновых) параметров ионосферной плазмы, влияющих на скорость лвнейного нарастания волн. В результате этого процесса, инкремент нарастания волн может уменьшаться до нуля ~ 0 и возможно

установление стационарного состояния. Соответствующий квазиста-ционарный уровень турбулентности определяется из условия у., =0.

чь

Из выражения для линейного инкремента следует, что возможно уменьшение Гп]т за счет следующих факторов: а) увеличение электронной или ионной температуры Твили Т1 (турбулентный нагрев); б) уменьшение дрейфовой скорости электронов за счет возникновения электрического поля противоположного направлнения фоновому электрическому полю; в) увеличение параметра ^ = м ш которое может происходить за счет увеличения частот

столкновений или за счет увеличения ракурсного угла; г) уменьшение градиента электронной плотности, которое может

происходить . в первоначально одндродной плазме за счет возникновения нарастающих волн.

Соответствующие оценки квазилинейных эффектов фарлей-бунемановской неустойчивости показывают, что растущие волны приводят к возникновению добавочной силы трения за счет передачи импульса электронов плазменным волнам вдоль направления распространения волны и в направлении магнитного поля. Эта сила незначительно, изменяет дрейфовую скорость электронов и, следовательно, не изменяет эффективного поля в среде. Эффект передачи импульса от волн к электронам можно учесть введением эффективней частоты столкновений соответственно вдоль оси х: и3®,

ех

и вдоль оси 2: Проведенные оценки показывают, что при уровне

эффективной частоты столкновений на порядок.

Другим квазилинейным эффектом является турбулентный нагрев электронов и ионов. При расчете турбулентного нагрева электронов решается самосогласованная задача и учитывается изменение частоты

В разделе 3.2 рассмотрена квазилинейная стабилизация фарлей-бунемановской неустойчивости за счет двух факторов: турбулентного нагрева и увеличения эффективной частоты столкновений. При изменении параметра V /с от 1,3 до 2,3 квазилинейный уровень стабилизации неустойчивости изменяется с? 2,2 до 5,5'/;. На основе рассмотренной квазилинейной теории делаются выводы: 1. Бри не очень высоком уровне надкритичности С ^/с^ 1) происходит эффективная стабилизация фарлей-бунеманевсксй неустойчивости за счет квазилинейных эффектов. Квазилинейный эффект приводит к увеличению эффективной частоты столкновений

турбулентности

приводят к увеличению

столкновений за счет увеличения темпера'

электронов. Так, например, при уровне турбулентности

2. Характерная особенность стационарного состояния при квазилинейной стабилизации - фазовая скорость фарлей-бунеманвских волн равна скорости звука в плазме.

ракурсных углов наблюдаемых радиоотражений. С учетом эффективной частоты столкновений можно объяснить возбуждение волн с ракурсными углами у/ > 2°. При больших углах и, следовательно, больших значениях v./c квазилинейная стабилизация становится

а s

неэффективной.

4. Развитие электростатической турбулентности может приводить к появлению продольного электрического " поля. При- уровне

турбулентности ^ " 3-1СГ3, у - 0,035° и при yj/ue ~ 0,06

возникает дрейф электронов вдоль оси z: |v | - 0,2Jvqx1.

В разделе 3.3 ' рассмотрена квазилинейная . теория столкновительной ионно-циклотронной неустойчивости. При наличии продольного электрического поля ■ в столкновительной области ионосферы С130 км ^ h ( 250 .км) возникает дрейф электронов, который определяется частотой столкновений электронов и зависит от электронной температуры. Нагрев электронов приводит к тому, что дрейфовая скорость несколько уменьшается. Если удовлетворяется условие vQ > vQKp Cv0Kp - определена из линейной теории), возбуждается ионно-циклотронная неустойчивость, что приводит к нагреву электронов и ионов. В результате этих .процессов изменяется отношение Т /Га и изменяется частота столкновений электронов с нейтралами, что приводит к увеличению критической дрейфовой скорости и к срыву неустойчивости. На основе проведен-

частота столкновений v®* = 10ve.

3. Квазилинейные эффекты приводят к расширению диапазона

ного анализа в разделе 3.3 делаются выводы в рамках квазилинейной теории стабилизации ионно-циклотронной неустойчивости:

а) при значениях продольного тока j ц > 30 А/м2 в Е-области ионосферы выше 130 км мсжет возбуждаться столкновительная ионно-аиклотронная неустойчивость. Наличие поперечного тока в этой области облегчает развитие неустойчивости; .

б) уровень квазилинейной стабилизации соответствует измерениям, проведенным на ракетах;

в) ракурсная чувствительность столкноьительной ионно-циклотронной турбулентности не очень сильная Су/ 2 - 4°};

г) критические дрейфовые скорости сильно зависят от массы ионов, как следует из расчетов, для более тяжелых ионов, .условия

~генерации облегчаются;

д) как следует из расчетов, увеличение частоты столкновений электронов уменьшает критический ток, необходимый для развития неустойчивости. В области E-слоя ионосферы протекание поперечного тока . может приводить к увеличению эффективной частоты столкновений и, следовательно, существенно облегчает развитие ионно-циклотронной неустойчивости.

В разделе 3.4 разработан общий метод исследования энергетического баланса при возбуждении фарлей-бунемановских волн в ионосферной плазме. Из системы квазигидродинамических уравнений движения заряженных частиц совместно с уравнениями' непрерывности и уравнениями поля получен закон сохранения энергии в плазме с волнами. В общем виде этот закон записывается

= I -Ж Wa * Qa " Ва

а

Первый член справа определяет приращение-энергии частиц плазмы, связанное с наличием волны, член Ра определяет поток кинетической

- го -

энергии, Оа - потери энергии при столкновениях частиц с учетом наличия волны, Ва - характеризует отбор энергии частицами плазмы от постоянного электрического поля, причем за счет энергии этого поля и происходит нарастание волн. •

Общее уравнение баланса энергии применено к исследованию физических причин возникновения фарлей-бунемановской неустойчивости и механизмов преобразования энергии внешнего электрического поля в энергию волны. Б результате проведенного анализа показано, что происходит очень точная компенсация потерь энергии за счет столкновений .и отбора энергии электронами от внешнего поля. За счет незначительного превышения приобретенной электронами энергии над потерями, происходит нарастание волн.

Таким образом, процесс возбуждения фарлей-бунемановских волн в столкноьительной Е-области ионосферы можно представить следующим образом. При наличии в плазме электрического поля за счет флуктуационного движения электронов вдоль направления поля Ео происходит отбор энергии электронами, и за счет движения ортогонального внешнему полю, осуществляется передача энергии ионам, которая затем расходуется почти полностью на столкновения. За счет небольшого дисбаланса при очень сильной компенсации этих частей энергии, происходит нарастание волн.

Четвертая глава посвящена нелинейной теории стабилизации неустойчивостей в столкновительной ионосферной плазме. Как показано в разделе 4.1, сопоставление экспериментальных данных с теоретическими моделями, основанными на теории плазменных • неустойчивостей, приводит к ряду необъяснимых- фактов и противоречий.

1. Необъяснимо в рамках существующих теорий экспериментальное наблюдение аврорального рассеяния радиоволн в диапазоне частот до

- 21 - .

3000 МГц, что соответствует масштабам неоднородностей. до 10 см, теория фарлей-бунемановской и дрейфово-градиентной неустойчивости объясняет возбуждение волн с длиной волны > 20 ~ 30 м,

объяснение существования более коротких волн за счет возбуждения вторичной неустойчивости Стеория, предложенная Суданом) некоректно т. к. более строгие оценки показывают, что вторичная

ч

неустойчивость порождает моды такой же длины волны как ' и первичная.

2. Есть экспериментальные доказательства наличия достаточно интенсивных радиоотражений ортогонально току, а также радиоотражений под большими ракурсными углами, что необъяснимо в рамках линейной и квазилинейной теории.

3. Существуют экспериментальные доказательства, основанные ка измерении доплер-спектров авррральных радиоотражений, что разевая скорость достигает скорости звука v^ v с^, т.е. соответствует нулевому линейному инкременту « 0. Бее эти факты долгда объяснить нелине йная теория.

В разделе 4.2 изложена общая теория нелинейного взаимодействия волн в столкновительной турбулизованной плазме. Выведены основные уравнения для возмущения плотности заряженных частиц па при учете трехволнового и четырехволнового взаимодействия волн. Для некоторого сорта а заряженных частиц это . уравнение моясно записать в виде дп

. -ЗГ + АЛ + Vic + Sak = 0 ü

Aa" Ba ™нейнЪ1е коэффициенты для электронов, ионов, определяющие

линейную связь возмущения плотности п^ с электростатическим потенциалом р^, S^ - коэффициент не.тл.чейного взаимодействия, который может быть рассчитан методом последовательных пэяб.тл»«;!.*

с любой степенью точности

С = -ГсогП, "V е,ДЙ4 - * - КЖ лг сгз

Значение Б'*' можно рассчитать, используя линейную связь г. с ю, ,

и* - • • к гк

т.е. ь этом случае учитывает трехьолноьое взаимодействие, коэффициент учитывает четырехволноьое взаимодействие.

Конкретные расчеты коэффициентов. А , А . 2<г>, ?\ Б'2', £'3)

е 1 . ек ек 1 к 1 к

для условий аьрсрьльной ионосферы при учете замагниченностн электронов к «езамагкиченности иоков проведены в разделе 4 ? при выводе уравнений, описывающих трехволновое взаимодействие узких пакетов волн. Б этом же разделе проведено исследование ?тсй скстемь: уравнений в обьем случае и получено решение систем»! уравнений при условии когерентности трех взаимодействующих волн. Проведены оценки уровня турбулентности в стационарном состоянии и покгзано, что процесс трехволновэго взаимодействия может привести к установлению стационарного состояния с уровнем 3-4% и с турбулентными областями ь направлениях, почти ортогональных дрейдювоС скорости электронов.

Исследование возможности перекачки неустойчивых волн из области линейной генерации (ракурсные углы у г 0) в область линейного поглощения у > проведено в разделе 4. 4. где на

основе анализа резонансных условий при взаимодействии волн и приближенного решения нелинейных , уравнений для пяти взаимодействующих волн показано, что при- достаточно высоком * уровне турбулентности может происходить образование областей турбулентности под достаточно большими ракурсными углами. '

Динамика трехьолкового взаимодействия . ь Е . области азроральной ионосферы изложена ь разделе 4.5. Использован - метод разложения начального возмущения по плоским .волнам, и затем

учитывались нелинейные трехволновые процессы взаимодействия фарлей-бунемановских и дрейфово-градиентных волн. Ка основе уравнений (1) для электронов и ионов при" учете (23 численно решалась система уравнений для комплексных амплитуд <5п? V*

-зг5, - ч ч = L4 гл\% k к 1

Ч 12

к - линейный инкремент, S - коэффициент нелинейного

к it, *а

взаимодействия. Как показали расчеты, коэффициент S^ £ при учете

1 э

инерции ионов является комплексной величиной. Учет небольшой действительной части приводит к ограничению раста амплитуды неустойчивых волн и, следовательно, к стабилизации неустойчивости. В численном моделировании учитывались инерционные эффекты в уравнении для ионов, эффекта непотенциальности волн, а такте принципиально двумерный характер нелинейного взаимодействия. Приведены соответствующие результаты численных расчетов, описывающих эволюцию амплитуд и фаз взаимодействующих волн (линейно растущих и линейно затухающих).

Численное моделирование показало, что для физических условий в Е области ионосферы за счет трехволнового взаимодействия устанавливается примерно степенной спектр турбулентности ^Irw'nJ3^ •» k~s при значении s > 2 для Е области, а в F области ,s< 2. Характерно возбуждение волн под ракурсными углам у ^ 5-7°.

В г паве 5 исследуются проблемы образования электростатических структур в магнитосфере. Существуют экспериментальные доказательств* того,' что в авр{:ральной vanwToC'jjepe при возмущенных условиях образуются различного типа электростатические структуры типа "перевернутого,.Y"-'Г "ion bole", солнтоно-подобн^е и другие. В рамках совместного советско-французского проекта

- 24 - ■

AECAD-3 накоплен большой экспериментальный материал по измерению функций распределений токов и электростатических потенциалов. Эти эксперименты, а также ноьые результаты со- спутников VIKING, AKEB0N0 и др. стимулировали разработку теоретических моделей, целью которых явилось исследование возможности образования электростатических структур ь магнитосфере.

Б разделе 5 1 обобщены основные экспериментальные результаты к типичные черты структур типа "перевернутого V" и авроральных дуг, важные для построения теоретических моделей.

5 DS 5.2 рассчитываются теоретические модели,

осноьакнь- на дрей^эьсй теории движения заряженных частиц. Рассматривается самосогласованная задача- движения заряженных частки под действием градиентов электрического и магнитного полей Обобщены дрейфовые уравнения на случай учета неоднородности электрического и магнитного полей и рассмотрены простые двумерные модели с различными функциями 5р - с/2ынВг- ^ . которые' учитывают двумерные эффекты, приводящие к изменению одномерного инварианта I = riVj./Б = 1о~ ехрС-5р). Рассчитаны эквипотенциальные контуры, соответствующие различным простейшим случаям 6 = 0, 6 - const, г—^ = const. Показано, что ь узкой

J Р Р • Чъ .

области, которая расположена на границе tнеэквипотенциальной области, параллельное электрическое поле опускается на ионосферные высоты к может усиливать поток вверх сверхтепловых ионов, связанных с узкой дугой сияния. Также ь разделе 5.2 рассмотрена модель, учитывающая -градиенты магнитного поля. Рассчитаны распределения давления, плотности продольного магнитосферного и ноносферкгт^' тока. Эти модели применяются при изучении экспериментальных данных, получаемых с помощью спутников и ракет. ? раз.г.-ге ?.3 обобщены различные методы расчета

- со -

концентрации заряженных частиц различных типов: холсдкь:е. горячие, захваченные при движении в однородном и неоднородней магнитном поле. На основе этих расчетов приведен пример распределения электростатического потенциала для четырех популяций заряженных частиц. Показано, что в зависимости от начальных условий возможно образование структур типа двойного слоя, а при наличии • частиц, гамсе и типа ":cn hole"

или солитонных. Характерными особенностями подобных расчетов является предположение о малости ампглтуд потенциалов или возмущений плотности заряженных частаи.

В раздел* " ¿ рассмотрен-«. те-мглл •.•■-'рлзования

электростатических структур при произвольном значении потенциала. Для стационарных ь.вазиодномерных структур, зависящих от перемычной s = .ч - vt, (или s - х + ад - vt"? получено уравнение, описывающее зволшин плотности . заряженных «аетиц и ооответстэуще- этой плотности распределение потенциала при выполнении условия квазинейтральности.

Í^t - lntíl + 1 - N - О С«

•)z2 L SN J

здесь обозначено: !í - п п , сг- ]С1 - <5 i = - CI - í 1 = ti -m

°_ L '• e" e tj 5 '

da - v.]«, v. 2 - S X /-ЗГ- • ^ ~ S - W v 'скорость движения структуры. Приведено аналитическое решение уравнения С 4) в частных случаях и численное решение в об^ем случае. Определена область существования периодических, солитонных и структур типа "ion hole", оцен-'ны масштабы и амплитудные значения плотности Спотенциала) электростатических структур.

В разделе исследовано влияние диссипативных факторов на характер решения, а также обсуждены возможные' способы

сопоставления теоретических моделей с экспериментальными данными, получаемыми с помощью ракет к спутников

В главе 6 рассматривается возможности образования электростатических структур с большими э-начения-п: -амплитуды возмущений плотности в столкноьительной ионосферной плазме. В настоящее время существуют экспериментальные доказательства существования в ионосферной плазме уровней флуктуации оп/п > 10%,

Б ра?геле 6.' ь рамках теории слабой турбулентности исследуется влияние больших возмущений плотности. Показано, что в это)/ случае возрастает роль четьтрехволновых взаимодействий, приводящих к значительному ущирениь диапазона частот, что приводит к уменьшению линейного инкремента и стабилизации неустойчивости. Рассчитаны уширения частоты и нелиннейные инкременты взаимодействующих волн. На примере трех узких пакетов взаимодействующих волн показана возможность стабилизации неустойчивости на уровне Ртах ~ 4 - 5%.

Б разрел^ 6.2 исследуется ' возможность существования нелинейных стационарных ьолк в ионосфере. Обобщено уравнение (4), полученное - для бесстолкновительной плазмы, на случай сильно-столкновительных незамагнкченных ионов. Уравнение С 4 3 принимает вид

_£:[_£_ + ь 1пн] - — [— + в?;]

+ В?! ++С1-ГОСЬР-(5е) - Рб = О

Здесь приняты обозначения:

V

V

е

—, 6 V '

V

В разделе 6.3 исследованы условия существования нелинейных стационарных волн и показано, что существует очень узкая область параметров . при которых возможны стационарные волны. В частном случае. * 1 + Р. возможно точное аналитическое решение, при котором существует стационарное состояние с уровнем флуктуаций

Это означает, что в столкновительной плазме возможны стационарные нелинейные волны, связывающее два различных состояния плазмы: невозмущенное с уровнем Я = 1 при г -» <п и N - при г ■* -*>. В этом случае нелинейное укручение фронта волны компенсируется процессами дисперсии. Стационарный уровень флуктуаций пропорционален квадрату дрейфовой скорости электронов = |Ео]/В и может быть достаточно высок, хотя существует его верхняя граница вследствие ограниченности области существования стационарных структур.

Раздел 5.4 посвящен учету двумерных зффектоз при формировании нелинейных стационарных волн в ионосферной плазме. В рамках теории сильной турбулентности получено основное уравнение, описывающее электростатические структуры. Предполагается, что двумерный характер структур обусловлен возникновением вторичных волн, распростанявадмся ортогонально неустойчивым волна«, возни-кавдим в направлении дрейфовой скорости электронов. Проведены оценки масштабов возникающих электростатических структур ' и уровень двумерной турбулентности. Физическим следствием двумерного эффекта является компенсация' нелинейного укручения

фронта волны нелинейным • процесом оттока энергии вследствии перекачки волн в волны ортогонального направления. При балансе этих процнссов устанавливается стационарный уровень до 10%.

III. Основные результаты работы

На основе проведенного анализа можно сделать основные выводы.

1. Выведены нелинейные уравнения, описывающее эволюцию не-устойчивостей аврорального электроджета. Рассчитаны коэффициенты нелинейного взаимодествия при учете квадратичной. и кубической нелинейности. Показано:- а) наиболее эффективно происходит перекачка волн в ортогональное направление, а также под ракурсными углами у = arcsinueAoHe, б) инерция ионов важна для стабилизации фарлей-бунемановский неустойчивости, в) стационарный уровень турбулентности определяется параметрами и и /м и может составлять от единиц до десятков процентов, г) нелинейная перекачка может объяснить наблюдение радиоотражений под большими ракурсными углами, д) интенсивность турбулентности можно апрокси-мировать зависимостью = <|ri/no|2>iCs CS > 1), е) квазилинейные . эффекты важны при дрейфовых скоростях меньших 103м/с.

2. Рассчитаны нелинейные инкременты и уширения частот-за счет четырехволнового взаимодействия волн. Показано, что нелинейный процесс уширения частоты приводит к эффективной стабилизации _ неустойчивости, причем уровень стабилизации порядка ° десяти процентов, а фазовая-скорость волн порядка скорости звука в плазме при учете турбулентного нагрева. Эти эффекты наблюдаются в

j

экспериментах по аьроральному рассеянию радиоволн.

3.Показано, что при определенных условиях в ионосфере могут

/

существовать нелинейные стационарные структуры с повышенным

значением плотности, заряженных частиц. Возможно установление а ионосферной плазме структуры типа своеобразной нелинейной волны, связывающей два различных стационарных состояния с И ~ 1 и N - М* - /С1+Р!}гС*. '

1 ав я

Получены уравнения, описывающее эволюцию фарлей-бунема-новской и дрейфово-градиентной неустойчивости в двухмерном случае и показано, что возможна эффективная перекачка волн э ортогональное направление при которой уровень турбулентности нелинейных структур приблизительно одинаков для направлений по. току и ортогонально ему.

4. Обобщена линейная теория - генерации различного типа неустойчивостей: дрейфово-градиентной. фарттей-бунеманозсксй, ионно-циклотронной в ионосферной плазме. Показано, что закон дисперсии фарлей-бунемановской , и дрейфово-градиентной неустойчивостей отличается от линейного при учете кинетических эффектов. Это приводит к важным выводам в нелинейной тесуии о . запрете одномерных-и-близких к одномерным распадам, возникновение дисперсивности волн, что существенно влияет на эволюцию волн.

5. Исследованы условия генерации и основные параметры линейных волн в авроральной ионосфере, при условии протекания продольных токов. На основе линейной, теории проведены соответствующие оценки. Показано, что протекание продольных токов ь облегчает условия генерации волн под ракурсными-углами до 1°. а также возможна генерация волн под большими ракурсными углами в локальных областях пониженной электронной плотности и больших продольных токов".-

6. В. -верхней высотной Е области авроральной ионосферы возможно возбуждение моды II, которая переходит в ионно-шшкггроннуп моду. Для этой моды оптимально возбуждение воян с

масштабами к ~ 20 ы^'^ СХ ~ 10 мЗ и под ракурсными углами v' ~ 2,8 - 3°. Показано, что критическая дрейфовая скорость для возбуждения ионно-циклотронной неустойчивости увеличивается с возрастанием отношения Т /Т , неустойчивость может диагностироваться при протекании продольных токов > 20 pthv'.

7. Проведено исследование области применимости квазигидродинамическкх расчетов путем строгого построения линейной теории неустойчивости?- аморального глектродж-тг кинетическим методом. Показано, что при услоы'.г К < К - v /Ь

' • Olli

оба реиения совладают. Однако, y-ci затухания Ландау приводит к ь&кгости учета кинетических эффектов: зависимости инкремент« нарастания ьолн от электронной плотности, зависимости фазовой скорости ьолн от волнового числа к к ракурсною угла v-. Показано, что учет кинетических эффектов в определенно?, степени эквивалентен учету динамической вязкости ь гидродинамической модели.

'В. На основе квазилинейной теории, учитывающей взаимодействие неустойчивых ьолн с частицами и турбулентный нагрев, показано, что при не очень высоком уровне надкритичности (i^xC > 1) происходит эффективная стабилизация фарлей- бунеманов-ской неустойчивости. Характерные особенности кьазистационарного состояния: а) увеличение эффективной частоты столкновений . электронов, так например, при уровне турбулентности 5-6« частота столкновений увеличивается' на порядок, б) ■ фазовая скорость фарлей-бунеманоьских волн равна скорости звука в плазме, ь) расширение .. диапазона ракурсных углов,. наблюдаемых р&диоотракений, например, ракурсные углы \> > 2.

9. Исследование квазилинейной теории стабилизации ионно-

циклотронной неустойчивости при учете . турбулентного нагрева,

!

уменьшения дрейфовой скорости электронов, а также личеяия

эффективной частоты столкновений' приводит к выводам: а) квазилинейная стабилизация- ионно-циклотронной неустойчивости является достаточно эффективной, 63 уровни стабилизации I ~ 5-10"4- 5-КГ3 СI. = < |Л\/по |г>) соответствуют измеренным на ракетах, в) в области Е слоя ионосферы неустойчивость поперечного тока существенно облегчает развитие ионно-циклотронной неустойчивости.

10. Исследование энергетического баланса неустойчивых фарлей-бунемановских волн показало, что возбуждение неустойчивых волн происходит эа счет дисбаланса процесса отбора энергии электронами от постоянного внешнего электрического поля, передачи эгой энергии иинам и процесса поглощения энергии при столкновениях.

1Í. Объяснен ряд экспериментальных фактов по авроральному . ' рассеянию радиоволн: большие ракурсные углы, высотные зависимости, фазовые- скорости, зависимости от постоянного электрического поля.

12. На основе дрейфовой теории движения заряженных частиц "з^--электромагнитных полях рассчитаны простые двумерные модельные , задачи, учитывающие поляризационные эффекты и градиенты давления

в магнитосфере. Получены .распределения электростатического потенциала и электростатического поля для различных физических ситуаций в магнитосфере. Объяснены эксперим*йтал.-кке закономерности, полученные - в проеьтв' ARCAD-3. • .на основе ' .теоретических моделей электростатических отуктур в магнитосфере.

13. Покаоано. что при определенных условиях в магнитосфере возможны стационарные ■ нелинейные ьолкк, которые могут иметь периодическую, кнопдалькую и солитонную структуру. При дозвуковых скоростях распространения структур в магнитосфере возможно возникновение областей с пониженной концентрацией, т. е. структура типа "ion hole". Также показано, что .максимальные значения

плотности ' ь нелинейных стационарных волнах могут достигать больших значений С0,75 - 1,23.

Основное содержание диссертации опубликовано ь следующих работах

1. Болосевич А В., Липероьский Б.А. О пороге возникновения аномального сопротивления для продольных токоь в магнитосфере// Геомагнетизм и аэрономия. -1972. -12, N4. -С. 457 - 470.

2. Болосевич А.5., Липероьский Б.А., Свердлов Ю. Л. Плазменные неустойчивости и модель радиоавроры// Препринт ИКИ 1Z57. -1374. -Москва. ИКИ. -С. 1 - 47.

3. ГудкоьаБ.А. , Барсуков В. К., Зеленый Л. М. , Волосевич A.B., Логинов Г. А. , Липеровский В.А. Турбулентность в магнито-сферной плазме и затухание вариаций Р12//Геомагнетизм и аэрономия.-1974. - т. 14. -С. 764 - 765.

4. Болосевич A.B., Липеровский В.А. Генерация мелкомасштабных

. кеоднородностей ь турбулизованной плазме// Геомагнетизм и

аэрономия. -1975. -15, N1. -С. 74-77.

5. Тудкова S.A., Болосевич А. В., Липероьский В. А: Эффекты магнктосферной конно-эьуковой турбулентности. .В кн.

. Структура ' магкитосферных и авроральных' возмущений. Л/, .Наука. -1S77. -С. 24 - 32. .

С Болосевич А-Bi, Липероьский В. к.Пятен к.'А. К вопросу о механизмах авроральных неодиородностей// В сб: "Явления в

• полярной ионосфере" JI., Наука, -1973. -С. 61 -65.

7. Болосевич А.Б. Неустойчивость Буиемана-Фали ь полярной кс-косуере// Б сб: "Явления в полярной ионосфере" Л.. Наука,

-1978.С. 50-61.

О

8. Volosevich А. V. , Liperovsky V. А., Pyatsy A.Kh. Studying mechanisms of generation and stabilization of the auroral irregularities Abstract JAGA/IAMAP, Seatle GA2G6, 1973.-C.85

9. Волосевич А.В., Липеровский В. A. О распадком взаимодействии волн Бунемана-Фали//' В кн. Высокоширотные проявления маг-китосферных процессов. Ленинград. Наука. -1979. -С. 39 - 49.

10. ГудковаВ.А. , Волосевич А. В. , Липеровский В. А. , Скуридин Г. А. Динамические процессы развития турбулентности в продольных токах// Космические исследования. -1979. -1. -С. 60 - 63.

11. Volosevich А. V., Livshits М. А. , Liperovsky V. А. - Nonlinear decay interaction of the 3uneroan-Farley waves. Journal de Physigue, Collgue C7,Supplement an n7, tome 40, Juillet 1979, p. C7-623-624.

12. Volosevich A.V. , Li.vshits M. A. V Liperovsky V. A. Skuridin A. V. Aoout the stationary turbulence regions and ■ anomalous resistance in the ¡na^netosphere plasma. Journal de Fhysigue Collgue C7, Supplement an n7. tome 40, Juillet 1979, p. 625-626. ^ -

13. Волосевич А. В., Кустов А. В. , Липеровский В. А. К нелинейной теории неустойчивости аврорального электроджета// В кн: Неоднородности в ионосфере. Якуутск. -1S81. -С. 16 - 22.

14. Волосевич А. В. , Липеровский В. А., Лившиц М. А. Нелинейный ограничительный механизм неустойчивости Бун-^мана-^али// В кн. Исследование высокоширотной ионосферы 'и магнитосферы Земли. Ленинград. Наука. -1S82. -С. 80-83.

15. Волосевич А. В. , Липеровский В. А. , Лившиц N. А. 0 структуре и динамике областей волновой электростатической турйуяент-

- 34 - '

к ОСТИ// Магнктосферные исследования. -1983. -3. -С. 29 - 35.

16. Волосевич A.B., Кустов A.B. Изучение квазистационарного спектра турбулентности аврорального электроджета// В кн. физические процессы в околоземной плазме. Якутск. -1984. -С. 63 - 76.

17. Волков К. А., Волосевич A.B., Гальперин Ю. И. Одномерная модель авроральной магнитной силовой трубки с продольным током к циклотронным нагревом// Космические исследования. -1S34. -N22. Вып. 1. С. 67-85.

13. Волков М/А.Т ' Волосевич A.B., Электростатические иокно-циклотронные волны б авроральной ионосфере// В кк. Неоднородности в ионосфере. -1S84. Якутск. С. 23-32.

19. Galperin Yu. I. , Timofeev E. E, VolkovM. A. , Volosevi'ch A. V. . The results of tfie Arcad-3 project, Trasactions of the International Simposium, Toulouse, France 1984, CEPADUES-EBITTOKS, Toulouse, Edited by Centree National d'Etudes Spatiales, 1935, p. 153.

НО. Волосевич A.B. Квазилинейная теория неустойчивости аврорального.электроджета// Изв..ьузоь. Радиофизика. -1986.--N7. -С. 7G3-765. ' . ..

21. Волосевич A.B., Гельберг М.Г. Баланс энергии плазмы-с учетом непотенциальности волн// Изв. вузов. Радиофика. -198S.

. -4. С. 401-407.

22. Волосевич A.B., Гельберг М.Г., Федоров В. Б. Линамика трехьолноього взаимодействия мод в Е-области высокоширотной ионосферы// В кн: Геофизические исследования на широтах авроральной зоны. Якутск. -1937. С. 41-48.

23. Волосевич A.B. .0 нелинейной .теории' аврорального электроджета// В кн: "Электродинамические процессы в высоких