Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Ионосферные возмущения по наблюдениям на установках некогерентного рассеяния и их математическое моделирование

ВАК РФ 25.00.29, Физика атмосферы и гидросферы

Автореферат диссертации по теме "Ионосферные возмущения по наблюдениям на установках некогерентного рассеяния и их математическое моделирование"

На правах рукописи

Зубова Юлия Владимировна

ИОНОСФЕРНЫЕ ВОЗМУЩЕНИЯ ПО НАБЛЮДЕНИЯМ НА УСТАНОВКАХ НЕКОГЕРЕНТНОГО РАССЕЯНИЯ И ИХ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

25.00.29 - физика атмосферы и гидросферы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

003474647

Мурманск - 2009

003474647

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Федерального агентства по рыболовству «Мурманский государственный технический университет» (ФГОУВПО «МГТУ», г. Мурманск)

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

НАМГАЛАДЗЕ Александр Андреевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

МИХАЙЛОВ Андрей Валерьевич

кандидат физико-математических наук ЮРИК Роман Юрьевич

Ведущая организация: Государственное учреждение "Арктический

и Антарктический научно-исследовательский институт" Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ГУ ААНИИ, г. Санкт-Петербург)

Защита диссертации состоится 29 сентября 2009 г. в 16 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 002.237.01 при Учреждении Российской академии наук Институте земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В.Пушкова РАН по адресу: 142190 г. Троицк, Московская обл., ИЗМИРАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЗМИРАН Автореферат разослан " 09 " июля 2009 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.237.01 доктор физ.-мат. наук

Михайлов Ю.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация посвящена исследованию физической сути явлений, происходивших в ионосфере в периоды сильных геомагнитных бурь и в предшествующие им спокойные периоды, на основе анализа данных радаров некогерентного рассеяния с помощью глобальной численной модели верхней атмосферы Земли.

Актуальность исследования. В последние несколько лет вследствие всё большего освоения и практического использования околоземного пространства резко возросла потребность человечества в прогнозах космической погоды - совокупности явлений, происходящих в верхних слоях земной атмосферы и околоземном космическом пространстве. Исследование космической погоды и ее прогнозирование сейчас являются одним из ведущих направлений мировой науки.

Сегодня, как и раньше, значительную роль играет радиосвязь, успешно конкурируя с проводными структурами. Характеристики распространения радиоволн непосредственным образом связаны с состоянием ионосферы, как среды их распространения, поэтому прогнозы космической погоды, в первую очередь состояния ионосферы Земли, необходимы для обеспечения качества беспроводной связи.

На ионосферных высотах летают спутники, предназначенные для дистанционного зондирования поверхности Земли, различные научно-исследовательские спутники, метеорологические спутники, спутники фото- и радиолокационной разведки и целеуказания. Важное практическое применение прогнозов состояния верхней атмосферы состоит в том, чтобы предсказывать возможные изменения орбит, торможение и потерю высоты полёта этих спутников, вызванные повышением температуры плазмы и нейтрального газа, а также плотности атмосферы. Существенна при этом тесная взаимосвязь поведения нейтральных и заряженных частиц - так называемое ионосферно-термосферное взаимодействие.

Прогнозы космической погоды нужны для контроля над радиацией, которая представляет угрозу для экипажей космических и летательных аппаратов и бортовых радиоэлектронных систем. Во время магнитных бурь из-за дополнительного неравномерно распределенного заряда на поверхности геостационар-

ных спутников может выйти из строя их электрооборудование. Кроме того, высыпающиеся при геомагнитных возмущениях из магнитосферы энергичные частицы представляют опасность для экипажей летательных аппаратов.

Всё вышесказанное свидетельствует об актуальности исследований физических процессов и явлений в верхней атмосфере. В дальнейшем, как и сейчас, своевременные прогнозы космической погоды будут крайне востребованы.

Цель диссертационной работы.

1. Физико-математическое моделирование поведения ионосферы Земли в периоды сильных геомагнитных бурь 2001 и 2002 года и предшествующие им спокойные периоды с помощью глобальной численной модели верхней атмосферы Земли (иАМ) и эмпирической модели ионосферы (1Ш-2001).

2. Сопоставление результатов численных расчётов с данными радаров некогерентного рассеяния радиоволн и эмпирической модели ионосферы, установление причин качественного и количественного расхождения модельных значений с измерениями и объяснение в терминах физических процессов результатов радарных наблюдений за состоянием ионосферы.

3. Выявление основных механизмов воздействия геомагнитных бурь на ионосферу путём численных экспериментов с использованием глобальной численной модели верхней атмосферы Земли (11АМ).

Поставленная цель потребовала решения следующих задач: провести с помощью модели иАМ математические расчёты распределений электронной концентрации, ионной и электронной температур во время сильной геомагнитной бури 31 марта 2001 года и в период 15-20 апреля 2002 года, протекавший как в геомагнитно спокойных, так и возмущенных условиях;

- сопоставить результаты численных расчётов с данными радаров некогерентного рассеяния радиоволн и эмпирической модели ионосферы 1Ш-2001, найти причины качественного и количественного расхождения модельных значений с измерениями и объяснить в терминах физических процессов результаты радарных наблюдений за состоянием ионосферы;

- путём численных экспериментов с использованием численной модели UAM выявить основные механизмы воздействия геомагнитных бурь на ионосферу Земли;

- определить степень зависимости результатов численного моделирования от входных параметров модели, значений коэффициентов в уравнениях, выбора способа расчёта тех или иных параметров верхней атмосферы Земли.

Метод исследования - метод математического моделирования с использованием глобальной численной модели верхней атмосферы Земли (Upper Atmosphere Model - UAM). В модели UAM поведение многокомпонентной околоземной плазмы описывается нестационарными квазигидродинамическими трёхмерными уравнениями непрерывности, движения и теплового баланса для нейтрального, ионного и электронного газов и уравнение для потенциала электрического поля. Модель рассчитывает физико-химические характеристики верхней атмосферы Земли в зависимости от широты, долготы, высоты и времени для любых гелио-геофизических условий (времени суток, сезона, уровней солнечной и магнитной активности и т.п.). Глобальность модели заключается в том, что расчёт ведётся на пространственных сетках численного интегрирования, полностью охватывающих глобус по широте и долготе.

Научная новизна работы

1. Показано, что метод радарных оценок скорости термосферного ветра на высотах Е-области ионосферы обладает высокой чувствительностью к значениям электрического поля и, следовательно, к погрешностям его измерения, что может приводить к существенным ошибкам метода в оценках скорости ветра вплоть до изменения знака ветра.

2. Впервые проведено сопоставление ионосферных параметров, полученных по модели UAM, с данными измерений семи радаров некогерентного рассеяния, что позволило оценить причины как общих закономерностей, так и локальных особенностей динамики ионосферы на высотах Р2-области в этот период и выполнить калибровку входных параметров модели UAM.

3. Впервые с помощью глобальной численной модели верхней атмосферы Земли (UAM) предложен механизм поддержания аномально высоких значений

концентрации электронов на высотах Р2-области в ночные часы на субаврораль-ных широтах - дрейф ионосферной плазмы под действием электрического поля, обеспечивающий горизонтальную «сгонку» плазмы к околополуночным часам и связанный с перераспределением продольных токов зоны 2, которые расположены в экваториальной части аврорапьного овала.

Научная и практическая значимость работы состоит в том, что полученные в ней результаты могут быть использованы как при интерпретации данных радаров некогерентного рассеяния, так и для прогноза широкого набора параметров верхней атмосферы, включая ионосферу, для различных гелиогеофи-зических условий, включая регионы, где данные прямых измерений этих параметров отсутствуют. Это важно при решении многих задач, связанных с распространения радиоволн, включая радиосвязь, радиолокацию и т.д.

Достоверность полученных результатов обусловлена большим объемом анализируемых данных, повторяемостью полученных результатов для близких, но разнесенных по времени гелиогеофизических условий, физической обоснованностью известных исходных уравнений и принципов, на которых базируется численная модель верхней атмосферы.

На защиту выносятся:

1. Способ определения чувствительности существующего метода радарных оценок скорости термосферного ветра на высотах Е-области ионосферы к величине электрического поля, показавший ограничения этого метода вплоть до ошибок в определении знака скорости ветра.

2. Результаты сопоставления модельных расчетов с данными наблюдений семи радаров некогерентного рассеяния, позволившие выполнить калибровку и уточнение модели иАМ.

3. Механизм формирования аномально высоких значений концентрации электронов на высотах области ¥2 в ночные часы на субавроральных широтах, основанный на горизонтальной «сгонке» плазмы к околополуночным часам электромагнитным дрейфом.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих Российских и Международных научных мероприятиях: Всероссийские научно-технические конференции "Наука и образование" (Мурманск 2002, 2003); Международные научно-технические конференции "Наука и образование" (Мурманск 2004, 2005, 2007, 2008, 2009); XXV-XXVIII, XXX-XXXII семинары «Physics of Auroral Phenomena» (Апатиты 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009); European Geosciences Union General Assembly 2005 (Vienna, Austria, 2005); 4th, 5th и 7th International Conference "Problems of Geocosmos" (Санкт-Петербург 2002, 2004, 2008); IUGG XXIV General Assembly (Perugia, Italy, 2007).

Материалы диссертации доложены и обсуждены также на рабочем семинаре в ПГИ КНЦ РАН (Апатиты, Мурманская обл.).

Публикации. По теме диссертации опубликована 31 работа, из них 2 статьи в журналах, включенных в перечень ВАК, 1 статья в рецензируемом журнале, 14 работ в трудах научных конференций и 14 тезисов докладов.

Примечание: в списке работ имеются публикации, выполненные под фамилией, которую автор Зубова Ю.В. имела в замужестве (Фадеева).

Личный вклад автора. Автором лично выполнены все численные расчёты ионосферных параметров, обработаны и проанализированы результаты этих расчётов, дана их физическая интерпретация. Автор принимала участие в обсуждении и написании статей, тезисов докладов и материалов конференций.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав и заключения. Работа содержит 145 страниц печатного текста, в том числе 74 рисунка. Список цитируемой литературы включает 166 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во Введении сформулированы цель работы, поставленные перед диссертантом задачи; обосновываются актуальность темы исследования, научная новизна полученных результатов, их практическая ценность и достоверность. Кратко изложено содержание работы.

В первой главе диссертационной работы кратко описаны основные этапы развития численного моделирования как метода изучения ионосферы Земли (пп. 1.1). Перечислены наиболее перспективные трёхмерные численные ионосферные и ионосферно-термосферные модели, охарактеризованы тенденции развития таких моделей. Описаны общие проблемы при работе с глобальными теоретическими моделями верхней атмосферы и пути их решения (1.2). В главе также представлен обзор статей, посвящённых сопоставлению результатов теоретических моделей ионосферы с данными, полученными различными методами наблюдений: вертикального зондирования, некогерентного рассеяния, измерений на спутниках, ионосферной радиотомографии и т.п. (1.3).

Во второй главе приведено описание использованной в диссертационном исследовании глобальной численной модели верхней атмосферы Земли (Upper Atmosphere Model - UAM), которая совместно решает уравнения непрерывности, движения и теплового баланса для моделируемых нейтрального (N2, 02, О) и ионизованного (молекулярные ионы XY*, 0+, Н+, электроны) газов и рассчитывает глобальное электрическое поле путём решения уравнения для потенциала. Модель представляет собой несколько отдельных модулей или блоков, в каждом из которых рассчитывается свой набор параметров и процессов на собственной наиболее удобной координатной сетке (2.1). В пп. 2.2 содержится описание общего вида моделирующих уравнений математической физики - нестационарных квазигидродинамических трёхмерных уравнений непрерывности, движения и теплового баланса, а также членов уравнений каждого конкретного блока модели. В модели UAM учитываются следующие фотохимические процессы: фото- и корпускулярной ионизации, диссоциативной рекомбинации, ион-но-молекулярные и ионно-атомные реакции. Коэффициенты скоростей этих ре-

акций рассчитываются по приведённым в пп. 2.3 формулам. Граничные условия модели (2.4), необходимые для решения моделирующих дифференциальных уравнений, содержащих производные по координатам, могут формулироваться из физических предположений или экспериментальных данных. Начальные условия - начальные распределения моделируемых параметров в пространственной области (2.5), берутся из эмпирических моделей термосферы и ионосферы, входящих в состав 11АМ, или из предыдущих модельных расчётов. В пп. 2.6 приведены входные параметры модели: спектры солнечного УФ и КУФ излучения, границы зоны высыпаний и потоки высыпающихся электронов и магнито-сферные источники электрического поля, которые описываются через задание пространственно-временного распределения продольных токов в зонах 1 и 2 и в области каспа.

В третьей главе представлены результаты численного моделирования поведения Е-области ионосферы над Миллстоун Хиллом во время сильной магнитной бури 31 марта 2001 года (пп. 3.1). Описан вариант расчёта вариаций электронной концентрации, скорости и температуры ионов, электрического поля и скорости нейтрального ветра на высотах Е-области над Миллстоун Хиллом, проведённого с помощью численной модели иАМ, с указанием способов задания входных параметров и характеристик пространственных сеток интегрирования (3.2). Представлены графики временных вариаций теоретически рассчитанных параметров Е-области в сравнении со значениями, наблюдавшимися радаром некогерентного рассеяния во время бури и полученными методом косвенных оценок по результатам радарных измерений ионных скоростей и электрического поля (3.3). Описан процесс поиска причины расхождений модельных результатов с радарными оценками скорости термосферного ветра на высотах Е-области ионосферы (3.4). В заключительной части главы (3.5) суммированы основные выводы, которые сводятся к следующему.

Осуществлено математическое моделирование поведения Е-области ионосферы и термосферной циркуляции во время сильной магнитной бури 31 марта 2001 года над обсерваторией Миллстоун Хилл. Было достигнуто удовлетворительное согласие (как по характеру поведения, так и по самим величинам) между такими параметрами Е-области ионосферы, как электронная плотность, ион-

ная температура, скорости ионов, рассчитанными по модели UAM и измеренными радаром в Миллстоун Хилле 31 марта 2001 года на высотах 100-150 км.

Имело место огромное расхождение (вплоть до противоположных по знаку значений) скоростей нейтрального ветра, полученных по модели UAM и рассчитанных в обсерватории Миллстоун Хилла из измеренных ионных скоростей по следующей формуле радарных оценок скорости термосферного ветра на высотах Е-области:

TF = v(?+У,хВ)

" '"V \в\ '

где U„ - скорость термосферного ветра; К - скорость ионов; а) - гирочастота ионов; vm - частота ион - нейтральных столкновений, рассчитываемая из концентраций нейтральных газов по эмпирической модели NRLMSISE-00; Е - напряженность электрического поля; В - вектор магнитной индукции.

При этом картины высотно-временных вариаций скорости термосферного ветра на высотах Е-области ионосферы, полученные по модели UAM, не противоречат данным наблюдений за глобальной термосферной циркуляцией, полученным спутником WINDII для аналогичного периода (Рис.1).

UAM WINDII

31 марта 2001 года, высота 130 км 5 апреля 1993 года, высота 130 км

12 МЫ 1Î MLT

Рис.1. Векторная диаграмма ветров в полярных координатах (геомагнитная широта и местное магнитное время) по модели ЕГАМ (слева) и по данным спутника \VINDII (справа)

Ряд численных экспериментов и их анализ показал, что причиной значительных отличий скоростей термосферного ветра на высотах Е-области (вплоть до знака) являются небольшие расхождения в значениях электрического поля, измеренных радаром в Миллстоун Хилле и рассчитанных по 11АМ при модели-рот." >ши магнитной бури 31 марта 2001 года. Изменение значений электрического поля на 10 мВ/м способно вызвать значительное изменение (вплоть до 400 м/с и даже смену знака) значений скорости термосферного ветра, рассчитанных по формуле радарных оценок (Рис.2).

Рис.2. Компоненты скорости горизонтального нейтрального ветра на высоте 153 км, рассчитанные для 31 марта 2001 года по методу радарных оценок термосферного ветра с 0.9, 1 и 1.1 от значений электрического поля, полученного по модели 1/АМ

Обнаруженная чувствительность скорости ветра на высотах Е-области ионосферы, определяемой методом радарных оценок, к значениям и, следовательно, к погрешностям измерений электрического поля указывает на необходимость осторожного отношения к результатам косвенных оценок ветров по измерениям ионных дрейфов методом некогерентного рассеяния.

В четвёртой главе представлены результаты математического моделирования вариаций ионосферных параметров в период 15-20 апреля 2002 года, включавший как спокойные дни, так и две геомагнитные бури (пп. 4.1), в течение которого семь радаров некогерентного рассеяния проводили наблюдения за состоянием ионосферы. Дано описание процедур и вариантов модельных расчётов ионосферных параметров (4.2), сопоставляемых с данными эмпирической модели Ш1-2001 и радарных наблюдений. Приведены графики вариаций параметров ионосферы, рассчитанных по модели 1ГАМ, в сравнении с данными модели 1М-2001 и наблюдениями каждого из семи радаров некогерентного рассеяния в течение спокойных и возмущённых суток для большей части ионосферной Р2-области (4.3). Описаны модификации способа задания в модели 11АМ потоков высыпающихся энергичных электронов, системы продольных токов и численные эксперименты с различными способами задания этих входных параметров модели (4.4,4.5). Исследовано, насколько сильно влияет на результаты численного моделирования поведения ионосферных параметров учёт колебательного возбуждения молекулярного азота (4.6). Описаны численные эксперименты с использованием в качестве одного из модулей 1ЛАМ эмпирической модели нейтральных горизонтальных ветров Н^^^М^З (4.7). Изучены эффекты электрического поля в необычном поведении ночных значений электронной концентрации, наблюдавшихся радаром некогерентного рассеяния обсерватории Миллсто-ун Хилл в Р-области ионосферы (4.8). Обсуждение полученных результатов проводится в пп.4.9. Выводы по главе (4.10) сводятся к следующему.

1. Основной реакцией ионосферы на геомагнитные возмущения явилось падение электронной концентрации в 2 и более раз над всеми станциями некогерентного рассеяния радиоволн, сопровождавшееся ростом температур ионов и электронов. Эти особенности ионосферной бури воспроизвела в своих результатах теоретическая модель 11АМ, продемонстрировав качественное согласие с наблюдениями. Подтверждено, что основным механизмом, ответственным за падение электронной концентрации, явилось изменение состава нейтральной атмосферы.

2. Количественно и качественно оценена степень зависимости результатов теоретических расчётов от входных и управляющих параметров модели 11АМ. Способ задания высыпаний энергичных частиц значительно влияет на значения

электронной концентрации, рассчитанные не только для Е-области, но и для Б-области. Способ задания продольных токов оказывает значительное влияние на результаты моделирования поведения ионосферы в субавроральных и высоких широтах. Учёт колебательных состояний молекулярного азота значительно улучшает согласие результатов расчётов разных версий модели иАМ как с наблюдениями, так и между собой. Ветровое увлечение плазмы термосферным горизонтальным ветром в модельных расчётах имело максимальный эффект на средних широтах.

3. Установлено, что наряду с изменением нейтрального состава поведение электронной концентрации над Миллстоун Хиллом определялось зональным переносом плазмы вследствие электромагнитного дрейфа под действием электрического поля магнитосферной конвекции. Причиной расхождения значений электронной концентрации, рассчитанных по модели 11АМ, с наблюдениями в ночные часы 16 и 17 апреля является расхождение модельных и измеренных значений меридионального электрического поля (Рис.3).

15.04.2002 16.04.2002 17.04.2002

Мировое время, часы

Рис.3. Временные вариации электронной концентрации на высоте 345 км и меридионального электрического поля над Миллстоун Хиллом 15-17 апреля 2002 года по модели УАМ и данным радарных наблюдений

Наблюдения за электрическим полем над обсерваторией Миллстоун Хилл соответствовали «аномальной» картине конвекции, при которой плазма стекалась в область Миллстоун Хилла и таким образом поддерживала ночной VI-слой. Модельные расчёты воспроизвели классическую картину конвекции, при которой Миллстоун Хилл находился в зоне растекания плазмы, что и привело к резкому падению послезаходных значений электронной концентрации Р2-слоя. За счёт изменения способа задания системы продольных токов, в частности токов зоны 2, в модели иАМ удалось добиться согласия модельных результатов с наблюдениями электрического поля и электронной концентрации (Рис.4).

16.04.2002 17.04.2002

Мировое время, часы

Рис.4. Временные вариации электронной концентрации на высоте 345 км и меридионального электрического поля над Миллстоун Хиллом 15-17 апреля 2002 года, рассчитанные по модели иАМ с заданием продольных токов зоны 1 и зоны 2 на геомагнитных широтах 80° и 75° соответственно, в сравнении с данными радарных наблюдений

Поскольку основные результаты каждого этапа работы приведены в выводах к каждой главе, то в заключении приведены только наиболее важные из них.

Основные результаты работы:

1. На основе численных экспериментов с помощью глобальной модели верхней атмосферы Земли 11АМ и сопоставления результатов этих экспериментов с данными радарных измерений параметров ионосферной плазмы на высотах областей Е и Б ионосферы даны оценки чувствительности результатов моделирования к выбору входных параметров модели и выполнена калибровка этих параметров модели, обеспечившая увеличение точности модели.

2. На основе тестирования с помощью модели 1ГАМ метода радарных оценок скорости термосферного ветра на высотах области Е ионосферы обнаружено, что этот метод обладает высокой чувствительностью к значениям электрического поля и, следовательно, к погрешностям его измерения, что может приводить к существенным ошибкам метода в оценках скорости ветра вплоть до смены знака. Это позволило объяснить причину рассогласования результатов расчетов скорости ветра на высотах Е-области по модели IIАМ с данными косвенных радарных оценок этой скорости в период бури 31 марта 2001 г. и согласия этих результатов с данными спутниковых измерений для аналогичных условий.

3. Для периода 15-20 апреля 2002 г. на основе модели иАМ проведен анализ данных измерений электронной концентрации, ионной и электронной температур семью радарами некогерентного рассеяния, охватывающими практически весь диапазон широт Северного полушария и работавшими практически одновременно. Это позволило оценить степень воздействия таких процессов как изменение газового состава термосферы, возбуждение молекулярного азота, высыпания энергичных электронов, термосферная циркуляция, вариации электрического поля на поведение Р-области ионосферы в этот период. В частности:

- подтверждена определяющая роль изменения состава термосферы в формировании отрицательной фазы ионосферной бури (уменьшение концентрации электронов на высотах максимума области Р2) от высоких до средних широт;

- показано, что изменения параметров высыпаний авроральных электронов, геометрии, интенсивности и динамики продольных токов наиболее существенны для высокоширотной и субавроральной ионосферы, обеспечивая относительно локальные особенности протекания бури в ионосфере;

- получено, что увлечение плазмы термосферным ветром имело максимальный эффект для ионосферы на средних широтах в этот период.

4. На основе сопоставления результатов радарных наблюдений с результатами численных экспериментов по модели UAM предложен механизм формирования аномально высоких значений концентрации электронов на высотах области F2 в ночные часы на субавроральных широтах - электромагнитный дрейф ионосферной плазмы, обеспечивающий горизонтальную «сгонку» плазмы к околополуночным часам и связанный с перераспределением продольных токов зоны 2, которые расположены в экваториальной части аврорального овала.

Таким образом, в результате проделанной работы были решены поставленные задачи, нацеленные на изучение реакции ионосферы на геомагнитные бури, физическую интерпретацию данных радарных измерений ионосферных параметров, а также калибровку глобальной численной модели верхней атмосферы Земли.

Основные публикации по теме диссертации

1. Namgaladze A.A., Namgaladze A.N., Fadeeva Yu.V., Goncharenko L.P., Salah J.E. Lower thermosphere and ionosphere behaviour during a strong magnetic storm of March 31, 2001: modelling and comparison with the Millstone Hill incoherent scatter radar measurements // Proceedings of the MSTU, vol.6, No.l, p.87-92, 2003.

2. Namgaladze A.A., Zubova Yu.V., Namgaladze A.N., Martynenko O.V., Doron-ina E.N., Goncharenko L.P., Van Eyken A., Howells V., Thayer J.P., Taran V.I., Shpynev В., Zhou Q. Modelling of the ionosphere/thermosphere behaviour during the April 2002 magnetic storms: A comparison of the UAM results with the ISR and NRLMSISE-00 data // Adv. in Space Research, V.37, No.2, p.380-391, 2006.

3. Намгаладзе A.A., Намгаладзе A.H., Доронина E.H., Зубова Ю.В. Численное моделирование поведения горизонтальных термосферных ветров в Е-области ионосферы во время сильной геомагнитной бури 31 марта 2001 г. // Материалы Всероссийской научно-технической конференции "Наука и образование-2002", МГТУ, Мурманск, с.513-514,2002.

4. Namgaladze А.А., Namgaladze A.N., Doronina E.N., Zubova Yu.V. Numerucal modeling of the lower thermosphere and ionosphere behavior during the March 31,

2001 magnetic storm // Proceedings of the 4th International Conference "Problems of Geocosmos", Saint-Petersburg, p.172-175, 2002.

5. Namgaladze A.A., Namgaladze A.N., Martynenko O.V., Doronina E.N., Knyazeva M.A., Zubova Yu.V. Numerical modeling of the thermosphere, ionosphere and plasmasphere behaviour during the April 2002 magnetic storms // Physics of Auroral Phenomena, Proceedings of the XXVI Annual Apatity Seminar, Preprint PGI, p.74-78, 2003.

6. Zubova Yu.V., Stakhov K.A., Martynenko O.V., Namgaladze A.A. The precipitating electron fluxes as input parameters for the April 15-25, 2002 magnetic storms modeling // Physics of Auroral Phenomena, Proceedings of the XXVI Annual Apatity Seminar, Preprint PGI, p.98-101, 2003.

7. Намгаладзе A.A., Мартыненко O.B., Зубова Ю.В., Доронина Е.Н., Князева М.А., Намгаладзе А.Н. Математическое моделирование эффектов геомагнитных бурь 17-20 апреля 2002 года в верхней атмосфере Земли // Материалы Всероссийской научно-технической конференции "Наука и образование-2003", часть V, МГТУ, Мурманск, с.74,2003.

8. Зубова Ю.В., Стахов К.А., Долматова Е.С. Задание высыпаний энергичных электронов при моделировании магнитных бурь 17-20 апреля 2002 года// Материалы Всероссийской научно-технической конференции "Наука и образо-вание-2003", часть V, МГТУ, Мурманск, с.80-81,2003.

9. Намгаладзе А.А., Мартыненко О.В., Фадеева Ю.В., Намгаладзе А.Н., Gon-charenko L.P., Salah J.E., Van Eyken A., Howells V., Thayer J.P., Таран В.И., Шпынев Б.Г., Zhou Q. Вариации электронной концентрации в F2-области ионосферы в период 15-20 апреля 2002 года по данным установок некогерентного рассеяния и математического моделирования // Материалы Международной научно-технической конференции "Наука и образование-2004", ч.5, МГТУ, Мурманск, с. 18-21,2004

10. Зубова Ю.В., Намгаладзе А.Н., Намгаладзе А.А., Мартыненко О.В., Gon-charenko L.P., Salah J.E., Van Eyken A., Howells V., Thayer J.P., Таран В.И., Шпынев Б., Zhou Q. Поведение электронной концентрации, электронной и ионной температур 15-20 апреля 2002 года по данным моделей UAM и IRI-2001, и установок некогерентного рассеяния // Материалы Международной

научно-технической конференции "Наука и образование-2005", МГТУ, Мурманск, часть 5, с.55-58,2005.

11. Zubova Yu.V., Namgaladze A.A., Goncharenko L.P. A model study of the wind influence on the ionospheric F2-layer behaviour during the April 2002 magnetic storms. Physics of Auroral Phenomena, Proceedings of the XXX Annual Apatity Seminar, Preprint PGI, p.202-206,2007.

12. Зубова Ю.В., Доронина E.H., Намгаладзе A.A., Гончаренко Л.П. Влияние термосферных ветров на поведение Р2-слоя ионосферы в период магнитных бурь апреля 2002 года // Наука и образование - 2007 [Электронный ресурс]: материалы межд. науч.-техн. конф., Мурманск: МГТУ, с. 338-345, 2007. [НТЦ «Информрегистр» № 0320700491 от 05.03.07г.].

13. Zubova Yu.V., Namgaladze А.А., Goncharenko L.P. A model study of the FAC2 influence on the night-time Ne variations over the Millstone observatory during the April 2002 magnetic storms // Physics of Auroral Phenomena, Proceedings of the XXXI Annual Apatity Seminar, Preprint PGI, p.145-148,2008.

14. Зубова Ю.В., Намгаладзе A.A., Гончаренко Л.П. Влияние продольных токов зоны 2 на поведение Р2-слоя ионосферы над Миллстоун Хиллом 16 апреля 2002 года // Наука и образование - 2008 [Электронный ресурс]: материалы межд. науч.-техн. конф., Мурманск: МГТУ, с. 338-345, 2008. [НТЦ «Информрегистр» № 0320800238 от 21.01.08г.].

15. Zubova Yu.V., Namgaladze A.A., Goncharenko L.P. Model interpretation of the unusual F-region night-time electron density behaviour observed by the Millstone Hill incoherent scatter radar on April 16-17,2002 // Proceedings of the 7th International Conference "Problems of Geocosmos", Saint-Petersburg, p.304-308,2008.

16. Зубова Ю.В., Намгаладзе A.A. Исследование чувствительности результатов глобальной численной модели верхней атмосферы Земли к способам задания входных и управляющих параметров // Наука и образование - 2009 [Электронный ресурс]: материалы межд. науч.-техн. конф., Мурманск: МГТУ, с.231-235,2009. [НТЦ «Информрегистр» № 0320900170].

17. Зубова Ю.В., Намгаладзе А.А. Эффекты учёта колебательных состояний молекулярного азота при численном моделировании поведения Р2-области ионосферы Земли в период сильных магнитных бурь // Вестник МГТУ, том 12, №2, с.316-327,2009.

Подписано в печать 03.07.2009. Формат 60x84/16. Печ. л. 0,5. Заказ 3203. Печать офсетная. Тираж 100 экз. Отпечатано с готового оригинал-макета Типография ООО «TPOBAHT». ЛР№ 071961 от 01.09.99. 142191, г. Троицк Московской обл., м-н «В», д.52. Тел. (495) 775-43-35, (4967) 51-09-67,50-21-81

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Зубова, Юлия Владимировна

Введение.

Глава 1. Математическое моделирование как метод исследования ионосферы Земли.

1.1 Математическое моделирование ионосферы.

1.2 Сложности работы с глобальными теоретическими моделями.

1.3 Сопоставление результатов численного моделирования ионосферных параметров с данными наблюдений.

1.4 Выводы.

Глава 2. Глобальная численная модель верхней атмосферы UAM.

2.1 Структура модели.

2.2. Моделирующие уравнения.

2.2.1. Общий вид уравнений.

2.2.2 Блок нейтральной атмосферы и нижней ионосферы.

2.2.2.1 Уравнения для нейтральной атмосферы.

2.2.2.2 Уравнения для нижней ионосферы (D, Е и F1 области ионосферы).

2.2.3 Блок ионосферной Р2-области и внешней ионосферы.

2.2.4 Блок электрического поля.

2.3 Основные фотохимические реакции в ионосфере.

2.3.1 Ионизация (фото- и корпускулярная).

2.3.2 Диссоциативная рекомбинация.

2.3.3 Ионно-молекулярные и ионно-атомные реакции.

2.4 Граничные условия.

2.5 Начальные условия.

2.6 Входные параметры.

2.7 Методы решения моделирующих уравнений.

2.8 Выводы.

Глава 3. Вариации параметров Е-области ионосферы и термосферных ветров в ходе сильной магнитной бури 31 марта 2001 года: наблюдения в обсерватории Миллстоун Хилл и математическое моделирование.

3.1 Введение.

3.2 Моделирование вариаций параметров ионосферы и термосферных ветров в течение бури 31 марта 2001 года.

3.3 Сопоставление результатов моделирования с данными наблюдений.

3.4 Исследование причин расхождений скоростей термосферного ветра, полученных по модели UAM и рассчитанных в Миллстоун Хилле.

3.5 Выводы.

Глава 4. Поведение Г2-области ионосферы Земли в период магнитных бурь апреля 2002 года: математическое моделирование и радарные наблюдения.

4.1 Ионосферные возмущения 17-20 апреля 2002 года.

4.2 Описание вариантов численных расчетов.

4.3 Сопоставление результатов теоретических модельных с данными радаров некогерентного рассеяния и результатами эмпирических моделей IRI-2001 и NRLMSISE

4.3.1 Высотно-временные вариации 16-17 апреля 2002 года.

4.3.2 Временные вариации 15-20 апреля 2002 года.

4.4 Исследование влияния способа задания высыпаний энергичных частиц на результаты численных расчётов параметров ионосферы.

4.4.1 Модификация способа задания высыпаний энергичных частиц в модели UAM. 82 4.4.2. Исследование влияния способа задания высыпаний энергичных электронов на результаты моделирования электронной концентрации.

4.5 Исследование влияния способа задания продольных токов на результаты численных расчётов параметров ионосферы.

4.5.1 Задание системы продольных токов в модели UAM.

4.5.2 Моделирование бурь с различными вариантами задания продольных токов.

4.6 Учёт колебательных состояний молекулярного азота при расчёте ионосферных параметров.

4.7 Исследование влияния термосферного ветра на поведение ионосферы в средних и субавроральных широтах.

4.8 Влияние электрического поля на поведение электронной концентрации в F-области ионосферы над Миллстоун Хиллом 16 апреля 2002 года.

4.9 Обсуждение результатов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Ионосферные возмущения по наблюдениям на установках некогерентного рассеяния и их математическое моделирование"

Диссертация посвящена исследованию физической сути явлений, происходивших в ионосфере в периоды сильных геомагнитных бурь и в предшествующие им спокойные периоды, на основе анализа данных радаров некогерентного рассеяния с помощью глобальной численной модели верхней атмосферы Земли.

Актуальность исследования. В последние несколько лет вследствие всё большего освоения и практического использования околоземного пространства резко возросла потребность человечества в прогнозах космической погоды - совокупности явлений, происходящих в верхних слоях земной атмосферы и околоземном космическом пространстве. Исследование космической погоды и ее прогнозирование сейчас являются одним из ведущих направлений мировой науки.

Сегодня, как и раньше, значительную роль играет радиосвязь, успешно конкурируя с проводными структурами. Активно используются системы спутниковой связи, радионавигации, глобальная система определения местоположения (GPS). Характеристики распространения радиоволн непосредственным образом связаны с состоянием ионосферы, как среды их распространения, поэтому прогнозы космической погоды, в первую очередь состояния ионосферы Земли, необходимы для обеспечения качества беспроводной связи.

Во время солнечных вспышек резко возрастает солнечное ионизирующее, главным образом, рентгеновское излучение. Это приводит к тому, что уже через несколько минут после вспышки на Солнце в Е и D областях ионосферы на дневной стороне увеличивается количество заряженных частиц. Это может вызвать непредсказуемое отражение, поглощение, искажение и преломление радиоволн. Эффект может быть настолько сильным, что возможна потеря радиосвязи в диапазоне коротких волн на всем освещенном полушарии Земли.

Электронная концентрация в высокоширотных Е и D областях изменяется также за счёт дополнительной ионизации высыпающимися из магнитосферы энергичными частицами. В высоких широтах геомагнитные возмущения могут практически полностью нарушить радиосвязь на несколько суток.

Вспышки на Солнце приводят к возмущениям F2 области ионосферы, выражающимся чаще всего в уменьшении электронной концентрации, и, как следствие, к ухудшению качества радиосвязи.

Помимо этого, нестабильные магнитосфера и ионосфера генерируют электромагнитное излучение, по своему уровню сравнимое с искусственными сигналами, тем самым затрудняя работу систем наземной и космической связи и навигации.

На ионосферных высотах летают спутники, предназначенные для дистанционного зондирования поверхности Земли, различные научно-исследовательские спутники, метеорологические спутники, спутники фото- и радиолокационной разведки и целеуказания. Важное практическое применение прогнозов состояния верхней атмосферы состоит в том, чтобы предсказывать возможные изменения орбит, торможение и потерю высоты полёта этих спутников, вызванные повышением температуры плазмы и нейтрального газа, а также плотности атмосферы. Существенна при этом тесная взаимосвязь поведения нейтральных и заряженных частиц — так называемое ионосферно-термосферное взаимодействие.

Прогнозы космической погоды нужны для контроля над радиацией, которая представляет угрозу для экипажей космических и летательных аппаратов и бортовых радиоэлектронных систем. Во время магнитных бурь из-за дополнительного неравномерно распредёленного заряда на поверхности геостационарных спутников может выйти из строя их электрооборудование. Кроме того, высыпающиеся при геомагнитных возмущениях из магнитосферы энергичные частицы представляют опасность для экипажей летательных аппаратов.

Всё вышесказанное свидетельствует об актуальности исследований физических процессов и явлений в верхней атмосфере. В дальнейшем, как и сейчас, своевременные прогнозы космической погоды будут крайне востребованы.

Цель диссертационной работы.

1. Физико-математическое моделирование поведения ионосферы Земли в периоды сильных геомагнитных бурь 2001 и 2002 года и предшествующие им спокойные периоды с помощью глобальной численной модели верхней атмосферы Земли (UAM) и эмпирической модели ионосферы (IRI-2001).

2. Сопоставление результатов численных расчётов с данными радаров некогерентного рассеяния радиоволн и эмпирической модели ионосферы, установление причин качественного и количественного расхождения модельных значений с измерениями и объяснение в терминах физических процессов результатов радарных наблюдений за состоянием ионосферы.

3. Выявление основных механизмов воздействия геомагнитных бурь на ионосферу путём численных экспериментов с использованием глобальной численной модели верхней атмосферы Земли (UAM).

Поставленная цель потребовала решения следующих задач: провести с помощью модели UAM математические расчёты распределений электронной концентрации, ионной и электронной температур во время сильной геомагнитной бури 31 марта 2001 года и в период 15-20 апреля 2002 года, протекавший как в геомагнитно спокойных, так и возмущенных условиях; сопоставить результаты численных расчётов с данными радаров некогерентного рассеяния радиоволн и эмпирической модели ионосферы IRI-2001, найти причины качественного и количественного расхождения модельных значений с измерениями и объяснить в терминах физических процессов результаты радарных наблюдений за состоянием ионосферы; путём численных экспериментов с использованием численной модели UAM выявить основные механизмы воздействия геомагнитных бурь на ионосферу Земли; определить степень зависимости результатов численного моделирования от входных параметров модели, значений коэффициентов в уравнениях, выбора способа расчёта тех или иных параметров верхней атмосферы Земли.

Метод исследования — метод математического моделирования с использованием глобальной численной модели верхней атмосферы Земли (Upper Atmosphere Model -UAM). В модели UAM поведение многокомпонентной околоземной плазмы описывается нестационарными квазигидродинамическими трёхмерными уравнениями непрерывности, движения и теплового баланса для нейтрального, ионного и электронного газов и уравнение для потенциала электрического поля. Модель рассчитывает физико-химические характеристики верхней атмосферы Земли в зависимости от широты, долготы, высоты и времени для любых гелио-геофизических условий (времени суток, сезона, уровней солнечной и магнитной активности и т.п.). Глобальность модели заключается в том, что расчёт ведётся на пространственных сетках численного интегрирования, полностью охватывающих глобус по широте и долготе.

Научная новизна работы

1. Показано, что метод радарных оценок скорости термосферного ветра на высотах Е-области ионосферы обладает высокой чувствительностью к значениям электрического поля и, следовательно, к погрешностям его измерений, что может приводить к существенным ошибкам метода в оценках скорости ветра вплоть до изменения знака ветра.

2. Впервые проведено сопоставление ионосферных параметров, полученных по модели UAM, с данными измерений семи радаров некогерентного рассеяния, что позволило оценить причины как общих закономерностей, так и локальных особенностей динамики ионосферы на высотах Р2-области в этот период и выполнить калибровку входных параметров модели UAM.

3. Впервые с помощью глобальной численной модели верхней атмосферы Земли (UAM) предложен механизм поддержания аномально высоких значений концентрации электронов на высотах Р2-области в ночные часы на субавроральных широтах — дрейф ионосферной плазмы из-за электрического поля, который обеспечивает горизонтальную «сгонку» плазмы к околополуночным часам и связан с перераспределением продольных токов зоны 2, расположенной в экваториальной части аврорального овала.

Научная и практическая значимость работы состоит в том, что полученные в ней результаты могут быть использованы как при интерпретации данных радаров некогерентного рассеяния, так и для прогноза широкого набора параметров верхней атмосферы, включая ионосферу, для различных гелиогеофизических условий, включая регионы, где данные прямых измерений этих параметров отсутствуют. Это важно при решении многих задач, связанных с распространения радиоволн, включая радиосвязь, радиолокацию и т.д.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обусловлена большим объемом анализируемых данных, повторяемостью полученных результатов для близких, но разнесенных по времени гелиогеофизических условий, физической обоснованностью известных исходных уравнений и принципов, на которых базируется численная модель верхней атмосферы.

На защиту выносятся:

1. Способ определения чувствительности существующего метода радарных оценок скорости термосферного ветра на высотах Е-области ионосферы к величине электрического поля, показавший ограничения этого метода вплоть до ошибок в определении знака скорости ветра.

2. Результаты сопоставления модельных расчетов с данными наблюдений семи радаров некогерентного рассеяния, позволившие выполнить калибровку и уточнение модели UAM.

3. Механизм формирования аномально высоких значений концентрации электронов на высотах области F2 в ночные часы на субавроральных широтах, основанный на горизонтальной «сгонке» плазмы к околополуночным часам электромагнитным дрейфом.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих Российских и Международных научных мероприятиях: Всероссийские научно-технические конференции "Наука и образование" (Мурманск 2002, 2003); Международные научно-технические конференции "Наука и образование" (Мурманск 2004, 2005, 2007, 2008, 2009); XXV-XXVIII, XXX-XXXII семинары «Physics of Auroral Phenomena» (Апатиты 2002, 2003,. 2004, 2005, 2007, 2008, 2009); European Geosciences Union General Assembly 2005 (Vienna, Austria, 2005); 4th, 5th и 7th International Conference "Problems of Geocosmos" (Санкт-Петербург 2002, 2004, 2008); IUGG XXIV General Assembly (Perugia, Italy, 2007).

Материалы диссертации доложены и обсуждены также на рабочем семинаре в ПГИ КНЦ РАН (Апатиты, Мурманская обл.).

Публикации. По теме диссертации опубликована 31 работа, из них 2 статьи в журналах, включенных в перечень ВАК, 1 статья в рецензируемом журнале, 14 работ в трудах научных конференций и 14 тезисов докладов.

Примечание: в списке работ имеются публикации, выполненные под фамилией, которую автор Зубова Ю.В. имела в замужестве (Фадеева).

Личный вклад автора. Автором лично выполнены все численные расчёты ионосферных параметров, обработаны и проанализированы результаты этих расчётов, дана их физическая интерпретация. Автор принимала участие в обсуждении и написании статей, тезисов докладов и материалов конференций.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав и заключения. Работа содержит 145 страниц печатного текста, в том числе 74 рисунка. Список цитируемой литературы включает 166 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Зубова, Юлия Владимировна

Основные результаты работы:

1. На основе численных экспериментов с помощью глобальной модели верхней атмосферы Земли UAM и сопоставления результатов этих экспериментов с данными радарных измерений параметров ионосферной плазмы на высотах областей Е и F ионосферы даны оценки чувствительности результатов моделирования к выбору входных параметров модели и выполнена калибровка этих параметров модели, обеспечившая увеличение точности модели.

2. На основе тестирования с помощью модели UAM метода радарных оценок скорости термосферного ветра на высотах области Е ионосферы обнаружено, что этот метод обладает высокой чувствительностью к значениям электрического поля и, следовательно, к погрешностям его измерений, что может приводить существенным ошибкам метода в оценках скорости ветра вплоть до смены знака. Это позволило объяснить причину рассогласования результатов расчетов скорости ветра по модели UAM с данными косвенных радарных оценок этой скорости в период бури 31 марта 2001 г. и согласования этих результатов с данными спутниковых измерений для аналогичных условий.

3. Для периода 15-20 апреля 2002 г. на основе модели UAM проведен анализ данных измерений электронной концентрации, ионной и электронной температур семи радаров некогерентного рассеяния, охватывающими практически весь диапазон широт Северного полушария и работавшими практически одновременно. Это позволило оценить степень воздействия таких процессов, как изменение газового состава термосферы, возбуждение молекулярного азота, высыпания энергичных электронов, термосферная циркуляция, вариации электрического поля на поведение ионосферы области F в этот период. В частности:

- подтверждена определяющая роль изменения состава термосферы в формировании отрицательной фазы ионосферной бури (уменьшения концентрации электронов на высотах максимума области F2) от высоких до средних широт;

- показано, что изменения параметров высыпаний авроральных электронов, геометрии, интенсивности и динамики продольных токов наиболее существенны для высокоширотной и субавроральной ионосферы, обеспечивая относительно локальные особенности протекания бури в ионосфере;

- получено, что увлечение плазмы термосферным ветром имело максимальный эффект для ионосферы на средних широтах в этот период.

4. На основе сопоставления результатов радарных наблюдений с результатами численных экспериментов по модели UAM предложен механизм аномально высоких значений концентрации электронов на высотах области F2 в ночные часы на субавроральных широтах - электромагнитный дрейф ионосферной плазмы, который обеспечивает горизонтальную «сгонку» плазмы к околополуночным часам и связан с перераспределением продольных токов зоны 2, расположенных в экваториальной части аврорального овала.

Таким образом, в результате проделанной работы были решены поставленные задачи, нацеленные на изучение реакции ионосферы на геомагнитные бури, физическую интерпретацию данных радарных измерений ионосферных параметров, а также калибровку глобальной численной модели верхней атмосферы Земли.

Заключение

В работе методом математического моделирования исследовано поведение ионосферы Земли во время сильных геомагнитных бурь 31 марта 2001 года и 17 — 20 апреля 2002 года. На основе выполненных численных экспериментов с помощью глобальной теоретической модели верхней атмосферы Земли UAM дана физическая интерпретация результатов радарных наблюдений за поведением параметров Е и F-областей ионосферы.

Поскольку основные результаты каждого этапа работы приведены в выводах к каждой главе, то в заключении приведены только наиболее важные из них.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Зубова, Юлия Владимировна, Мурманск

1. Андреева Е.С., Галинов А.В., Куницын В.Е., Мельниченко Ю.А., Терещенко Е.Д., Худукон Б.З., Черняков С.М. Радиотомографическая реконструкция провала ионизации околоземной плазмы // Письма ЖЭТФ, т.52, №3, с.783-785, 1990.

2. Бадин В.И., Дёминова Г.Ф., Дёминов М.Г. Реакция ионосферы на прохождение ВГВ // Ионосферное моделирование. М.: Наука, с.79-81, 1982.

3. Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. М.: Наука, 527 е., 1988.

4. Воробьёв В.Г., Громова Л.И., Реженов Б.В., Старков Г.В., Фельдштейн Я.И. Вариации положения границ плазменных вторжений и аврорального свечения в ночном секторе // Геомагнетизм и аэрономия, т.40, №3, с.79-85, 2000.

5. Воробьёв В.Г., Ягодкина О.И. Влияние магнитной активности на глобальное распределение зон авроральных вторжений // Геомагнетизм и аэрономия, т.45, №4, с.467-473, 2005.

6. Гинзбург Э.И., Гуляев В.Т. Нестационарная одномерная полуэмпирическая модель F-области ионосферы // Исследования нижней ионосферы, Новосибирск, с.97-120,1982.

7. Дёминов М.Г. Влияние термодиффузии и электрических токов на распределение ионов 0+ в области F2 ионосферы // Физика и моделирование ионосферы. М.: Наука, с.271-274, 1975.

8. Дёминов М.Г., Хегай В.В. Высотное распределение параметров авроральной ионосферы в период магнитной бури // Ионосферные исследования. М.: Сов.радио, №33, с.56-61, 1983.

9. Дёминов М.Г., Ким В.П., Хегай В.В. Влияние продольных токов на структуру ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия, т.19, №4, с.743-745, 1979.

10. Дёминов М.Г., Ким В.П., Шубин В.Н. Аналитическая модель глобального распределения электрического поля магнитосферной конвекции в ионосфере // Ионосферно-магнитосферные возмущения и их прогнозирование. М.: Наука, с.56-61, 1984.

11. Жеребцов Г.А., Мизун Ю.Г., Мингалёв B.C. Физические процессы в полярной ионосфере. М.: Наука, 1988. 232 с.

12. Жеребцов Г.А., Пирог О.М., Полех Н.М., Романова Е.Б., Тащилин А.В. Реакция ионосферы на большую геомагнитную бурю: наблюдения и моделирование // Геомагнетизм и аэроиомия, т.45, №5, с.642-651, 2005.

13. Зубова Ю.В., Стахов К.А., Долматова Е.С. Задание высыпаний энергичных электронов при моделировании магнитиых бурь 17-20 апреля 2002 года // Материалы

14. Всероссийской научно-технической конференции "Наука и образование-2003", часть V, МГТУ, Мурманск, с.80-81, 2003.

15. Зубова Ю.В., Намгаладзе А.А. Эффекты учёта колебательных состояний молекулярного азота при численном моделировании поведения Р2-области ионосферы Земли в период сильных магнитных бурь // Вестник МГТУ, том 12, №2, с.316-327, 2009.

16. Иванов-Холодный Г.С., Михайлов А.В. Прогнозирование состояния ионосферы (детерминированный подход). Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 190 с.

17. Карпов И.В., Смертин В.М., Бессараб Ф.С. Трехмерная нестационарная модель термосферы. Препринт ИЗМИР АН №49(582), М., 1985. 28 с.

18. Клименко В.В., Намгаладзе А.А. О роли конвекции в формировании провала и плазмопаузы // Геомагнетизм и аэрономия, т.20, №5, с.946-950, 1980.

19. Колесник А.Г., Голиков И.А. Трёхмерная модель высокоширотной области F с учётом несовпадения географических и геомагнитных координат // Геомагнетизм и аэрономия, т.22, №5, с.725-731, 1982.

20. Колесник А.Г., Голиков И.А., Чернышев В.И. Математические модели ионосферы. Томск, МГП «Раско», 1993. 240 с.

21. Колесник А.Г., Королёв С.С. Трёхмерная модель термосферы // Геомагнетизм и аэрономия, т.23, №4, с.774-780, 1983.

22. Колесник А.Г., Чернышёв В.И. Нестационарная самосогласованная модель среднеширотной ионосферы в интервале высот 120-500 км // Геомагнетизм и аэрономия, т.21, №2, с.245-249, 1981.

23. Кораблева И.В., Намгаладзе А.А., Намгаладзе А.Н. Высокоширотная ионосфера в период магнитных бурь 26 октября 01 ноября 2003 г.: томографические реконструкции и численное моделирование // Геомагнетизм и аэрономия, т.48, №6, с.671-680, 2008.

24. Кринберг И.А. Кинетика электронов в ионосфере и плазмосфере Земли. М.: Наука, 1978.214 с.

25. Кринберг И.А., Кузьмин В.А., Гергшенгорн Г.И. Модель ионосферы с учётом движения плазмы вдоль геомагнитных силовых линий // Геомагнетизм и аэрономия, т. 14, № 2, с.224-230, 1974.

26. Кринберг И.А., Тащилин А.В. Крупномасштабная модель верхней атмосферы и плазмосферы // Исследование по геомагнетизму, астрономии и физике Солнца. М.: Наука, вып.45, с. 122-127, 1978.

27. Латышев К.С., Захаров Л.П., Суроткин В.А. Реализация алгоритмов численного решения задачи моделирования среднеширотной ионосферы на ЭВМ // Вопросы моделирования ионосферы. Калининград, с.45-47, 1975.

28. Лещинская Т.Ю., Михайлов А.В. Описание распределения электронной концентрации над геомагнитным экватором в дневной Р2-области ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1984. Т.24, №6. С. 894-901.

29. Можаев A.M., Осипов Н.К. Структура полярной ионосферы и конвекция магнитосферпой плазмы за плазмопаузой // Геомагнетизм и аэрономия, т. 17, №2, с.273-279, 1977.

30. Намгаладзе А.А., Захаров Л.П. и Намгаладзе А.Н. Численное моделирование ионосферных бурь // Геомагнетизм и аэрономия, т.21, №2, с.259-265, 1981.

31. Намгаладзе А.А. Численные теоретические модели ионосферы и перспективы их использования в ионосферном прогнозировании // Прогнозирование ионосферных, магнитосферных возмущений и солнечной активности. М.: Наука, с. 1977-1993, 1987.

32. Намгаладзе А.А., Кореньков Ю.Н., Клименко В.В., Карпов И.В., Бессараб Ф.С., Суроткин В.А., Глущенко Т.А., Наумова Н.М. Глобальная численная модель термосферы, ионосферы и протоносферы Земли // Геомагнетизм и аэрономия, т.ЗО, с.612-619, 1990.

33. Намгаладзе А.А. Ионосферное моделирование // Электромагнитные и плазменные процессы от Солнца до ядра Земли. М.: Наука, с. 97-107, 1989.

34. Намгаладзе А.А., Кореньков Ю.Н., Клименко В.В., Карпов И.В., Бессараб Ф.С., Суроткин В.А., Глущенко Т.А., Наумова Н.М. Глобальная численная модель термосфсры, ионосферы и протоносферы Земли // Геомагнетизм и аэрономия, т.ЗО, с.612-619, 1990.

35. Намгаладзе А.А., Латышев К.С., Никитин М.А. Динамическая модель невозмущенной ионосферы. Препринт ИЗМИРАН №7, 1972. 16 с.

36. Намгаладзе А.А., Мартыненко О.В., Намгаладзе А.Н. Глобальная модель верхней атмосферы с переменным шагом интегрирования по широте // Геомагнетизм и аэрономия, т.36, No.2, с.89-95, 1996.

37. Никитин М.А., Кащенко Н.М., Захаров В.Е. Моделирование структуры дневной экваториальной F-области // Геомагнетизм и аэрономия, т.21, №1, с.71-77, 1981.

38. Нусинов А.А. Зависимость интенсивности линий коротковолнового излучения солнца от уровня активности // Геомагнетизм и аэрономия, т.24, №4, с.529-53б, 1984.

39. Ораевский В.Н., Копиков Ю.В., Хазанов Г.В. Процессы переноса в анизотропной околоземной плазме. М.: Наука, 1985. 173 с.

40. Осипов Н.К., Безматерных Н.Ф., Максимова Н.М. и др. Система прогностических моделей полярной копвектирующей ионосферы // Ионосферные исследования, №37, с.36-60, 1983.

41. Павлов А.В. Метод учёта влияния колебательно-возбуждённого азота на состав ионосферы: Препринт ИЗМИРАН №76(609). М., 1985. 24 с.

42. Павлов А.В. Возможная точность теоретических прогнозов основных параметров ионосферы // Прогнозирование ионосферных, магпитосферных возмущений и солнечной активности. М.: Наука, с.1977-1993, 1987.

43. Павлов А.В., Намгаладзе А.А. Колебательно возбужденный молекулярный азот в верхней атмосфере // Геомагнетизм и аэрономия, т.28, №5, с.705-721, 1988.

44. Поляков В.М., Щепкин JI.A., Казимировский Э.С., Кокоуров В.Д. Ионосферные процессы. Новосибирск: Наука, 1968. 536 с.

45. Поляков В.М., Попов Г.В., Коен М.А., Хазанов Г.В., Математическая модель динамики и энергетики плазменных компонент ионосферы и плазмосферы // Исследование по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, вып.33, с.З-16, 1975.

46. Саенко Ю.С., Клименко В.В., Намгаладзе А.А. Исследование процессов наполнения и опустошения плазменных трубок с учётом инерции ионов. М.: Препринт ИЗМИРАН, №2, 1982. 12 с.

47. Старков Г.В., Реженов Б.В., Воробьёв В.Г., Фельдштейн Я.И., Громова Л.И. Структура авроральных вторжений в дневном секторе // Геомагнетизм и аэрономия, т.42, №2, с. 186-194. 2002.

48. Суроткин В.А., Клименко В.В., Намгаладзе А.А. Численная модель экваториальной ионосферы // Исследование ионосферной динамики. М., ИЗМИРАН, с.58-68, 1979.

49. Сырникова Т.В., Мингалёва Г.И., Мингалёв B.C., Власков В.А., Мизун Ю.Г. Влияние межпланетного поля на пространственную структуру полярной ионосферу // Геомагнетизм и аэрономия, т.24, №2, с. 311-313, 1984.

50. Тащилин А.В. Эффекты взаимодействия магнитно-сопряжённых ионосфер через плазмосферу // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, вып.56, с.50-56, 1981.

51. Уваров В.М. Электрические поля магнитосферной конвекции и структура полярной ионосферы. Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. СПб, СПбГУ, 1994.

52. Фаткуллин М.Н. Легенька А.Д. Теоретические модели высотно-широтного распределения отрицательных возмущений в дневной области F2 и во внешней ионосфере средних широт // Ионосферные модели. М.: Наука, с. 156-168, 1975.

53. Фаткуллин М.Н., Мурадов А. Отражение вариаций нейтрального состава на уровнях турбопаузы в профилях ne(h) среднеширотной области F2 // Геомагнетизм и аэрономия, т.13, №3, с.442-426, 1973.

54. Хазанов Г.В. Кинетика электронной компоненты плазмы верхней атмосферы. М.: Наука, 1979. 123 с.

55. Albritton D.L., Dotan 1. Lindinger W., McFarland M. Effects of ion speed distributions in flow-drift tube studies of ion-neutral reactions // J. Chem. Phys., v.66, No.2, p.410-421, 1977. f

56. Anderson D.N. A theoretical study of the ionosphere F region equatorial anomaly, 1, Theory //Planet, and Space Sci., v.21, p.409-419, 1973.

57. Bailey G.J., Moffett R.J., Murphy J.A. Interhemispheric flow of the thermal plasma in a closed magnetic flux tube at mid-latitudes under sunsport minimum conditions // Planet, and Space Sci., v. 26, No.8, p.735-765, 1978.

58. Bailey G.J., Sellek R. A mathematical model of the Earth's plasmasphere and its application in a study of He+//Ann.Geophysicae, v.8, p.171-190, 1990.

59. Baxter R.G., Kendall P.C. A theoretical technique effects of general electrodynamic drifts in the F2-layer of the ionosphere. Proc. Roy. Soc. London. A. v.304, No.1477, p.171-185, 1968.

60. Bilitza D., Rawer K., Bossy L., Gulyaeva T. International Reference Ionosphere Past, Present, Future // Adv. Space Res, v. 13, No.3, p.3-23, 1993.

61. Bilitza D., International Reference Ionosphere Status 1995/96 // Adv. Space Res., v.20, No.9, p.1751-1754, 1997.

62. Bilitza D. International Reference Ionosphere 2000 // Radio Science, v.36, No.2, p.261-275, 2001.

63. Bilitza D., Reinisch B. International Reference Ionosphere 2007: Improvements and new parameters // J. Adv. Space Res., v.42, No.4, p.599-609, 2008.

64. Burns A.G., Killeen T.L., Cardigan G.R., Roble R.G. Large enhancements in the 0/N2 ratio in the evening sector of the winter hemisphere during geomagnetic storms // J. Geophys. Res., v.100, p.14,661-14,671, 1995.

65. Chapman S. The absorption and dissociative or ionizing effect of monochromatic radiation in an atmosphere on a rotating earth. Part I, II. Grazing incidence // Proceedings Physical Society, v.43, No.26a, p.484-495,1931.

66. Codrescu M.V., Fuller-Rowell T.J., Forbes J.M. Interactive ionosphere modelling: A comparison between TIGCM and ionosonde data // J. Geophys. Res., v.97, p.8591-8600, 1992.

67. Decker D.T., Valladares C.E., Sheehan R., Basu S., Anderson D.N., Heelis R.A. Modeling daytime F layer patches over Sondrestrom // Radio Sci., v.29, p.249-268, 1994.

68. Dickinson R.E., Ridley E.C., Roble R.G. A three-dimensional general circulation model of the thermosphere//J. Geophys. Res., v.86, p. 1499-1512, 1981.

69. Dickinson R.E., Ridley E.C., Roble R.G. Thermospheric general circulation with coupled dynamics and composition // J. Atmosph. Sci., v.41, p.205-219, 1984.

70. Emery B.A., Lu G., Szuszczewicz E.P., Richmond A.D., Roble R.G., Richards P.G., Miller K.L., Niciejewski R., Evans D.S., Rich F.J., Denig W.F., Chenette D.L., Wilkinson P.,

71. Fesen C.G., Emery B.A., Buonsanto M.J., Zhou Q.H., Sulzer M.P. Simulations of the F region during the January 1993 10-day campaign // J. Geophys. Res., v. 102, No.A4, p.7249-7265, 1997.

72. Fuller-Rowell T.J., Evans D.S. Height integrated Pedersen and hall conductivity patterns inferred from TIROS-NOAA satellite data // J. Geophys. Res., v.92, p.7606-7618, 1987.

73. Fuller-Rowell T.J., Rees D., A three-dimensional, time-dependent global model of the thermosphere // J. Atmosph. Sci., v.37, p.2545-2567, 1980.

74. Fuller-Rowell T.J., Rees D., Quegan S., Bailey G.J., Moffett R.J. Interactions between neutral thermospheric composition and the polar ionosphere using a coupled ionosphere-thermosphere model // J. Geophys. Res., v.92, p.7744-7748, 1987.

75. Fuller-Rowell T.J., Codresku M.V., Rishbeth H., Moffett R.J., Quegan S. On the seasonal response of the thermosphere and ionosphere to geomagnetic storms // J. Geophys. Res., v.101, No.A2, p.2343-2353, 1996.

76. Gliddon J.E., Kendall P.C. A mathematical model of the F2-region // J. Atmosph. Terr. Phys., v.24, p.1073-1081, 1962.

77. Goncharenko L.P., Namgaladze A.A., Namgaladze A.N., Salah J.E. Effects of the March 31, 2001 Geomagnetic Storm on the Lower Thermosphere and Ionosphere at Mid-Latitude // Eos Trans. AGU, 82(47), Fall Meet. Suppl., Abstract SA12B-0688, 2001.

78. Hanson W.B., Moffett R.J. Ionisation transport effects on the equatorial F-regions // J. Geophys. Res., v.71,No.23, p.5559-5572, 1966.

79. Hardy D.A., Gussenhoven M.S., Holeman E. A statistical model of auroral electron precipitation 11 J. Geophys. Res., v.90, No.5, p.4229-4248, 1985.

80. Hedin A.E. MSIS-86 thermospheric model // J. Geophys. Res., v.92, p.4649-4662, 1987.

81. Hedin A.E. Extension of the MSIS thermosphere model into the middle and lower atmosphere // J. Geophys. Res., v.96, p. 1159-1172, 1991.

82. Heppner J.P. High-latitude electric fields and the modulations related to interplanetary magnetic field parameters // Radio Sci., 8, 933, 1973.

83. Heppner J.P., Maynard N.C. Empirical high-latitude electric field models // J. Geophys. Res., v.92, No.A5, p.4467-4489, 1987.

84. Hierl P.M., Dotan I., Seeley J.V., Van doran J.M., Morris R.A. and Viggiano A.A. Rate coefficients for the reactions of 0+ with N2 and O2 as a function of temperature (300-1800K) //J.Chem. Phys., v,106(9), p.3540-3544, 1997.

85. Holzer Т.Е., Banks P.M. Accidentally resonant charge exchange and ion momentum transfer // Planet. Space Sci., v. 17, No.5, p. 1074-1077, 1969.

86. Immel T.J., Crowley G., Graven J.D., Roble R.D. Dayside enhancements of thermospheric 0/N2 following magnetic storm onset. J. Geophys. Res., v. 106, N0.A8, p.15,471-15,488, 2001.

87. Jenkins В., Bailey G.J., Ennis A.E. and Moffett R.J. The effect of vibrationally excited nitrogen on the low-latitude ionosphere // Ann. Geophysicae, v. 15, p. 1422-1428, 1997.

88. Kawamura S., Balan N., Otsuka Y., Fukao S. Annual and semiannual variations of the midlatitude ionosphere under low solar activity // J. Geophys. Res., v.107, N0.A8, 1166, 10.1029/2001JA000267, 2002.

89. Knudsen W.C. Magnetospheric convection and the high-latitude F2 ionosphere // J.Geophys. Res., v.79, p.1046-1055, 1974.

90. Knudsen W.C., Banks P.M., Winningham J.D., Klumpar D.M. Numerical model of the convecting F2 ionosphere at high latitudes // J. Geophys. Res., v.82, No.29, p.4784-4792, 1977.

91. Kohnlein W. Electron density models of the ionosphere // Rev. Geophys. and Space Phys., v. 16, No.3, p.341-354, 1978.

92. Korenkov Yu.N., Klimenko V.V., Forster M., Bessarab F.S., Surotkin V.A. Calculated and observed ionospheric parameters for a Magion 2 passage and EISCAT data on July 31, 1990 //J.Geophys. Res., v.103, No.A7, p.14,697-14,710, 1998.

93. Kunitsyn V.E., Tereshchenko E.D. Radiotomography of the ionosphere // IEEE Antennas & Propogation Magazine, v.34, p.22-32, 1992.

94. Maltsev Y.P., Ostapenko A.A. Azimuthally asymmetric ring current as a function of Dst and solar wind conditions // Ann. Geophysicae, v.22, p. 2989-2996, 2004.

95. Matuura N. Theoretical models of ionospheric storms // Space Sci.Rev., v.13, p.124-189, 1972.

96. Mayer H.G., Fontheim E.G., Brace L.H. et al. A theoretical model of the ionospheric dynamic with interhemispheric coupling // J.Atmosph.Terr.Phys., v.34, No. 10, p. 1659-1680, 1972.

97. Mikhailov A.V. and Schlegel K. A self-consistent estimate of 0+ + N2 rate coefficient and total EUV solar flux with X < 1050 A using EISCAT observations // Ann. Geophysicae, v.18, p.l 164-1171, 2000.

98. Namgaladze A.A., Latishev K.S., Korenkov Yu.N., Zakharov L.P. A dynamical model of the midlatitude ionosphere for the height range from 100 to 1000 km // Acta Geophysica Polonica, v.25, No.3, p. 173-182, 1977.

99. Namgaladze A.A., Korenkov Yu.N., Klimenko V.V., Karpov I.V., Bessarab F.S., Surotkin V.A., Glushchenko T.A., Naumova N.M. Global model of the thermosphere-ionosphere-prolonosphere system // Pure and Applied Geophysics, v. 127, No.2/3, p.219-254, 1988.

100. Namgaladze, A.A., Korenkov Yu.N., Klimenko V.V., Karpov I.V., Surotkin V.A., Naumova N.M. Numerical modelling of the thermosphere-ionosphere-protonosphere system // J. Atmos. Terr. Phys., v.53, p.l 113-1124, 1991.

101. Namgaladze, A.A., Korenkov Yu.N., Klimenko V.V., Karpov I.V., Surotkin V.A., Bessarab F.S., Smertin V.M. Numerical modelling of the global coupling processes in the near-earth space environment // COSPAR Coll.Ser., 5, p.807-811, 1994.

102. Namgaladze A.A., Martynenko O.V., Volkov M.A., Namgaladze A.N., Yurik R.Yu. High-latitude version of the global numerical model of the Earth's upper atmosphere // Proceedings of the MSTU, v.l, No.2, p.23-84, 1998.

103. Namgaladze A.A., Namgaladze A.N., Yurik R.Yu. Global modeling of the'quiet and disturbed upper atmosphere // Phys. Chem. Earth, No.25, p.533, 2000.

104. Pavlov A.V. The reaction rate coefficient for 0+ with oscillatory exited N2 in the ionosphere (in Russian) // Geomagnetism and Aeronomy, v.26, No.l, 152-154, 1986.

105. Pavlov A.V. The role of vibritionally excited nitrogen in the ionosphere // Pure and Applied Geophysics, v.127, No.2/3, p.529-544, 1988.

106. Pavlov A.V. The role of vibrationally excited nitrogen in the formation of the mid-latitude negative ionospheric storms // Ann.Geophysicae, v. 12, p.554-564, 1994.

107. Pavlov A. V., Buonsanto M.J. Using steady state vibrational temperatures to model effects of N2* on calculations of electron densities // J. Gcophys. Res., v.101, No.A12, p.26,941-26,946, 1996

108. Pavlov A.V., Buonsanto M.J. Comparison of model electron densities and temperatures with Millstone Hill observations during undisturbed periods and the geomagnetic storms of 16-23 March and 6-12 April 1990 // Ann. Geophysicae, v. 15, p.327 344, 1997.

109. Pavlov A.V. and Foster J.C. Model/data comparison of F region ionospheric perturbation over Millstone Hill during the severe geomagnetic storm of July 15-16, 2000 // J. Geophys. Res., v. 106, No.A12, p. 29,051-29,070, 2001.

110. Peymirat C., Richmond A.D., Emery B.A., Roble R.G. A magnetosphere-thermosphere-ionosphere-electrodynamics general-circulation model // J. Geophys. Res., v.103, N0.A8, p. 17467-17477, 1998.

111. Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P., Aikin A.C. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparisons and scientific issues // J. Geophys. Res., v. 107, 1468, 10.1029/2002JA009430, 2002.

112. Rawer K., Bilitza D., Ramakrishnan S. Goals and Status of the International Reference Ionosphere // Rev. Geophys., v. 16, p. 177-181, 1978.

113. Richards P.G., Ton' D.G. A factor of 2 reduction in theoretical F2-peak electron density due to enhanced vibritional exitation of N2 in summerat solar maximum // J. Geophys. Res., v.91, No.10, p.l 1331-11336, 1986.

114. Richards P.G., Torr D.G., Reinisch B.W., Gamache R.R., Wilkinson P.J. F2 peak electron density at Millstone Hill and Hobart: Comparison of theory and measurement at solar maximum // J. Geophys. Res., v.99, N0.A8, p. 15,005-15,016, 1994.

115. Richards P.G., Wilkinson P.J. The ionosphere and thermosphere at southern midlatitudes during the November 1993 ionospheric storm: A comparison of measurement and modeling // J.Geophys. Res., v.103, No.A5, p.9373-9390, 1998.

116. Roble R.G., Ridley E.C., Richmond A.D., Dickinson R.E. A coupled thermosphere/ionosphere general circulation model // Geophys. Res. Lett., v.15, p. 13251328, 1988.

117. Schmeltekopf A.L., Ferguson E.E., Fehsenfeld F.C. After glow studies of the reactions He+, He(23S), and 0+ with vibrational^ excited N2 // J. Chem. Phys., v.48, p.2966-2973, 1968.

118. Schunk R.W. A mathematical model of the middle and high latitude ionosphere // Pure and Applied Geophysics, v. 127, No.2/3, 255-303, 1988.

119. Schunk, R.W., Walker J.C.G. Oxygen'and hydrogen ion densities above Millstone Hill // Planet, and Space Sci., v.20, No.4, p.581-589, 1972.

120. Schunk R.W., Walker J.C.G. Theoretical ion densities in the lower ionosphere // Planet, and Space Sci., v.21, p.1875, 1973.

121. Schunk R.W., Banks P.M., Raitt W.J. Effects of electric fields and other processes upon the nighttime high-latitude F-layer // J. Geophys. Res., v.81, p.3271-3282, 1976.

122. Sojka J.J. Global scale physical models of the F-region ionosphere // Rev.Geophys., v.27, p.371-403, 1989.

123. Sojka J.J., Raitt W.J., Shunk R.W. Effect of displaced geomagnetic and geographic poles on high-latitude plasma convection and ionospheric depletions // J. Geophys. Res., v.84, No.A10, p.5943-5951, 1979.

124. Sojka J.J., Schunk R.W. A theoretical study of the global F region for June solstice, solar maximum, and low magnetic activity // J. Geophys. Res., v.90, p.5285-5298, 1985.

125. Sojka J.J., Schunk R.W., Denig W.F. Ionospheric response to the sustained high geomagnetic activity during the March '89 great storm // J. Geophys. Res., v.99, No.All, p.21,341-21,352, 1994.

126. Sojka J.J., Schunk R.W., Bowline M.D., Chen J., Slinker S., Fedder J., Sultan P.J. Ionospheric storm simulations driven by magnetospheric MHD and by empirical models with data comparisons // J. Geophys. Res., v. 103, No.A9, p.20,669-20,684, 1998.

127. St.-Maurice J.-P., Torr D.G. Nonthermal rate coefficients in the ionosphere: The reactions of 0+ with N2, 02 and NO // J. Geophys. Res., v.83, No.3, p. 969-977, 1978.

128. Su Y.Z., Fukao S., Bailey G.J. Modeling studies of the middle and upper atmosphere radar observations of the ionospheric F layer // J. Geophys. Res., v. 102, No.Al, p.319-328, 1997.

129. Torr D.G., Torr M.R. Chemistry of the thermosphere and ionosphere // J. Atmosph. Terr. Phys., v.17, p.797-839, 1979.

130. Wang W. A thermosphere-ionospheie nested grid (TING) model. Ph.D. thesis, Univ. of Mich., Ann Arbor, Mich., 1998.

131. Weimer D.R., Maynard N.C., Burke W.J., Liebrecht C. Polar cap potentials and the auroral electrojet indices // Planet. Space Sci., v.38, p.1207-1222, 1990.

132. Wilkinson P.J., Richards P., Igarashi K., Szuszczewicz E.P. Ionospheric climatology and weather in the Australian-Japanese sector during the SUNDIAL/ATLAS 1 campaign // J.Geophys. Res., v.101, No.A12, p.26,769-26,782, 1996.

133. Zhang S.P., Shepherd G.P. Neutral winds in the lower thermosphere observed by WINDII during the April 4-5th, 1993 storm // Geophys. Res. Lett., v.27, No. 13, p. 18551858, 2000.

134. Zmuda A.J., Armstrong J.C. The diurnal flow pattern of field-aligned currents // J.Geophys. Res., v.79, No.31, p.4611-4619, 1974.

135. Zubova Yu.V., Stakhov K.A., Martynenko O.V., Namgaladze A.A. The precipitating electron fluxes as input parameters for the April 15-25, 2002 magnetic storms modeling //

136. Physics of Auroral Phenomena, Proceedings of the XXVI Annual Apatity Seminar, Preprint PGI, p.98-101, 2003.