Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Моделирование высокоширотной ионосферы в спокойные и возмущенные геомагнитные периоды

ВАК РФ 04.00.23, Физика атмосферы и гидросферы

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Романова, Елена Борисовна

Введение.

1. Современное состояние проблемы моделирования высокоширотной ионосферы

1.1. Крупномасштабные особенности высокоширотной ионосферы по данным внешнего и наземного зондирования

1.1.1. Главный ионосферный провал.

1.1.2. Провал легких ионов.

1.1.3. Полярная полость.

1.1.4. Ионосферные бури в области Г

1.2. Математическое моделирование высокоширотной ионосферы

1.3. Теоретические исследования высокоширотной ионосферы

1.3.1. Климатологическое моделирование.

1.3.2. Моделирование отклика ионосферы на магни-тосферные бури.

1.4. Выводы.

2. Математическая модель высокоширотной ионосферы 48 2.1. Гидродинамические уравнения

2.1.1. Система координат.

2.1.2. Коротация плазмы.

2.1.3. Траектории конвекции.

2.1.4. Уравнения непрерывности и движения тепловых ионов

2.1.5. Уравнения теплового баланса.

2.1.6. Расчет скорости термосферного ветра

2.1.7. Скорость ионизации высыпающимися электронами

2.1.8. Численный алгоритм решения.

2.2. Выбор исходных данных к ионосферной модели

2.2.1. Параметры нейтральной атмосферы и спектры ультра-фиолетового излучения Солнца

2.2.2. Модель электрического поля магнитосферной конвекции

2.2.3. Эмпирическая модель высыпаний энергичных электронов.

2.3. Выводы.

3. Механизмы образования крупномасштабных неодно-родностей в высокоширотной ионосфере

3.1. Описание численного эксперимента

3.2. Сравнение механизмов формирования главного ионосферного провала в геомагнитно-спокойных условиях

3.3. Тепловая структура высокоширотной ионосферы

3.4. Моделирование крупномасштабной структуры высокоширотной ионосферы на высотах максимума Е2-слоя

3.4.1. Электронная концентрация в высокоширотной ионосфере

3.4.2. Электронная концентрация в полярной полости

3.4.3. Температура ионов и электронов на высоте

300 км.

3.5. Широтная структура ионного состава внешней ионосферы

3.6. Сравнение 7\Ге с измерениями /о-Р2.

4. Моделирование отклика ионосферы на геомагнитную бурю 22 марта 1979 г.

4.1. Характеристика магнитосферной бури 22 марта 1979 г.

4.2. Характеристика ионосферной бури по наблюдениям

4.3. Магнитосферные входные параметры

4.4. Результаты моделирования

Введение Диссертация по геологии, на тему "Моделирование высокоширотной ионосферы в спокойные и возмущенные геомагнитные периоды"

В настоящее время обширный экспериментальный материал, полученный за последние 30 лет в результате спутниковых и ракетных измерений совместно с данными сети станций некогерентного рассеяния и ионозондов, позволил надежно выделить характерные черты в поведении ионосферы, а также установить, что ионосфера вместе с магнитосферой и нейтральной атмосферой составляет единую, взаимосвязанную систему. Поэтому образование и динамика неоднородной структуры высокоширотной ионосферы происходит в результате совместного действия процессов магнитосферно-ионосферно-термосферного взаимодействия, осуществляемого посредством магнитосферных электрических полей, продольных токов и потоков энергичных заряженных частиц, а также тепловых потоков, фрикционных и химических взаимодействий. Особенно сложный характер приобретают эти процессы во время магнитосферных возмущений. А так как моделирование представляет собой наилучший способ представления сложных явлений через простые и более понятные, то становится актуальной задача построения математической модели высокоширотной ионосферы и исследования на ее основе механизмов формирования крупномасштабных неод-нородностей плазмы в околоземном космическом пространстве и перестройки ионосферы в периоды возмущений типа магнитосферных бурь и суббурь.

В последнее двадцатилетие наблюдается значительный прогресс в моделировании, что связано с разработкой численных методов решения многомерных систем уравнений гидродинамики и созданием новой вычислительной техники.

Создание модели с расположенной на высоте нескольких радиусов Земли верхней границей позволяет избавиться от основного недостатка существующих моделей высокоширотной ионосферы, который связан с заданием на верхней границе (на высоте от 500 до 1000 км) потоков частиц и тепла, измеренных на спутниках или на 6 установках некогерентного рассеяния, что ограничивает область применения этих моделей.

Обоснованность создания модели высокоширотной ионосферы также подтверждается возможностями использования этой модели для интерпретации экспериментальных данных, для прогноза, направленного на планирование последующих экспериментов с целью исследования среды или процессов, ее определяющих, и для прогноза состояния ионосферы для практических нужд.

Цель работы

1. Создание численной модели высокоширотной ионосферы, позволяющей определять пространственно-временное распределение параметров ионосферы на высотах Г2-слоя и во внешней ионосфере.

2. Исследование физических процессов формирования крупномасштабной структуры высокоширотной ионосферы на основе созданной модели при различных геофизических условиях.

Научная новизна работы

1. Разработана математическая модель высокоширотной ионосферы, которая позволяет определить в нужный момент времени для заданной точки, расположенной на геомагнитной широте больше 40°, распределение ионного состава, температур ионов и электронов, потоков частиц и тепловой энергии вдоль дипольных силовых линий геомагнитного поля в интервале высот от 150 км до нескольких радиусов Земли с учетом процессов формирования полярной ионосферы и граничащей с ней внешней плазмосферы.

2. Выполнено теоретическое исследование формирования структуры околоземного космического пространства на высоких широтах в спокойных и возмущенных геофизических условиях. Показано, что наиболее сильными вариациями являются ЦТ-вариации (ЦТ - мировое время), которые приводят к смещению главного ионосферного провала (ГИП) на утреннюю сторону и появлению провала на дневной стороне. Впервые показано, что электромагнитный дрейф и высыпания энергичных электронов являются основными факторами, действие которых приводит к образованию полярной полости. 7

3. Впервые показано, что во внешней ионосфере на высотах больше 1500 км широтный профиль электронной концентрации содержит те же структуры, что и Г2-слой ионосферы, т.е. авроральный пик ионизации, полярную полость, дневной провал, что связано, во-первых, с наличием критических потоков ионов водорода из ионосферы и, во-вторых, с тем, что высотное распределение ионов кислорода близко к диффузионно-равновесному.

4. Впервые выполнено моделирование отклика ионосферы на бурю 22 марта 1979 г. с учетом реальных распределений магнито-сферных источников, полученных по технике инверсии магнитограмм.

Практическая ценность работы заключается в том, что созданная численная модель высокоширотной ионосферы является инструментом для исследования высокоширотной ионосферы в различных геофизических условиях.

Представленные результаты теоретического исследования высокоширотной ионосферы выявили возможности использования модели: а) при проведении научных исследований ионосферных процессов и эффектов магнитосферных возмущений; б) в создании ионосферно-магнитосферной модели как самостоятельного блока; в) в прикладных задачах, в которых необходимо учитывать свойства ионосферы и ее пространственно-временные вариации; г) в прогнозировании состояния высокоширотной ионосферы в спокойных геофизических условиях и во время возмущений для решения прикладных и народно-хозяйственных задач.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Численная модель высокоширотной ионосферы, позволяющая описывать пространственно-временную структуру околоземного космического пространства на высоких широтах в спокойные периоды и в периоды магнитосферных возмущений.

2. Результаты численного моделирования высокоширотной ионосферы в различных геофизических условиях на высотах Е2-слоя и во внешней ионосфере. 8

3. Результаты расчетов отклика Р2-слоя ионосферы на магни-тосферную бурю 22 марта 1979 г.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации были представлены на V симпозиуме КАПГ по солнечно-земной физике (г.Самарканд, 1989 г.), на XVI Всесоюзной конференции по распространению радиоволн (г.Харьков, 1990 г.), на XXIV Генеральной ассамблее Ш181 (Киото, Япония, 1993 г.), на Международной конференции "Физика ионосферы и атмосферы Земли" (г.Иркутск, 1998 г.), а также обсуждались на семинарах отдела физики средней и верхней атмосферы ИСЗФ СО РАН.

Личное участие. Автору принадлежат: разработка отдельных блоков алгоритма модели, написание и отладка программ, а также проведение расчетов и участие в анализе полученных результатов. Автору в равной степени с соавторами принадлежат все полученные научные результаты и выводы.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в семи печатных работах. Материалы диссертации использованы также в научных отчетах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и трех приложений. Список цитированной литературы включает 238 наименований. Работа содержит 148 страниц основного текста, 19 рисунков и 4 таблицы.

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Романова, Елена Борисовна

2.3. Выводы

Представлено описание нестационарной численной модели высокоширотной ионосферы, позволяющей рассчитывать образование и динамику крупномасштабных ионосферных структур в спокойных и возмущенных геомагнитных условиях. В модели согласованно учитывается действие следующих процессов:

70 а) магнитосферной конвекции и коротации ионосферной плазмы с учетом несовпадения географического и магнитного полюсов; б) диффузии и теплопроводности вдоль геомагнитных силовых линий; в) увлечения ионов горизонтальным нейтральным ветром; г) ионизации нейтральных частиц атмосферы УФ-излучением Солнца и высыпающимися из магнитосферы энергичными электронами; д) образования и гибели заряженных частиц в результате реакций обмена зарядом с нейтралами и диссоциативной рекомбинации; е) нагрева тепловой ионосферной плазмы фотоэлектронами и вследствие фрикционного нагрева при поперечном дрейфе ионов и электронов через нейтральную атмосферу.

Задание в модели физически обоснованных верхних граничных условий на значительном удалении от F-области (гтах = 3.5 • Re) позволило уменьшить ошибки, связанные с использованием в качестве верхних граничных условий на высотах внешней ионосферы данных наземных и спутниковых измерений.

Представленная модель дает возможность рассчитывать распределения ионного состава, температур ионов и электронов, потоков ионов и тепловой энергии вдоль дипольных силовых линий геомагнитного поля в интервале высот от 150 км до нескольких радиусов Земли в заданный момент мирового времени для заданной точки земной поверхности, расположенной на геомагнитной широте больше 40°.

71

Глава 3. Механизмы образования крупномасштабных неоднородностей в высокоширотной ионосфере

3,1, Описание численного эксперимента

В данной главе представлены результаты расчетов, выполненных при постоянных геофизических условиях по модели представленной во второй главе. Они предназначены для изучения крупномасштабной структуры ионосферы. Исследовался случай низкой солнечной активности, характеризуемый индексом радиоизлучения Солнца 2*10.7 — 70. Для изучения зависимости от сезона и мирового времени расчеты выполнялись для летних и зимних условий (склонение Солнца ¿0 = ±23.5° ) для 0400 и 1600 "ЦТ. Были рассмотрены два состояния геомагнитной активности: спокойные условия (Кр = 1) и возмущенные условия (Кр = 5). Параметры нейтральной атмосферы, такие как состав, температура, давление, рассчитывались по эмпирической модели термосферы МБЕЗ-вб [168]. Электрическое поле магнитосферной конвекции полагалось независящим от иТ и рассчитывалось по эмпирической модели распределения электрического потенциала на высоте 300 км [217] при следующих значениях компонент ММП: Вх = Ву = 0 и Вг = —6 нТл. Значения интегрального потока и средней энергии высыпающихся электронов, которые необходимы для расчета высотных профилей скорости авроральной ионизации, были взяты согласно глобальной эмпирической модели [227].

Для исследования вклада различных процессов в формирование главного ионосферного провала для всех указанных геофизических условий были рассчитаны пять вариантов высотно-широтных распределений параметров ионосферной плазмы в меридиональных плоскостях полночь-полдень (0000, 1200 МЬТ) и утро-вечер (0600, 1800 МЬТ). Во всех вариантах были использованы одни и те же начальные распределения концентраций, температур и потоков ионов

72 и электронов вдоль геомагнитных силовых линий. Для их получения система модельных уравнений интегрировалась на временном интервале 120 часов для набора плазменных трубок, распределенных по геомагнитной кошироте через 5° от 5 до 50°, а по МЬТ через час с учетом только основных процессов: коротации, фотоионизации, рекомбинации и переноса частиц и энергии вдоль геомагнитных силовых линий. В результате было получено глобальное распределение ионосферных параметров, соответствующее 0000 ИТ, в котором оказывается учтенным наиболее длительный процесс заполнения силовых трубок, ответственный за формирование плаз-мосферы. Затем для заданной точки на поверхности Земли и выбранного значения ИТ путем интегрирования "назад" до 0000 ИТ (временной интервал интегрирования равен 2400+ЦТ) находится траектория дрейфа силовой трубки. Расчет ионосферных параметров в дрейфующей плазменной трубке начинается с нахождения начальных профилей, которые определяются путем интерполяции по известным глобальным распределениям пг-,Тг- и Те в момент [/То. Последующее решение системы модельных уравнений вдоль данной траектории дрейфа от момента II То позволяет определить высотные профили ионосферных параметров в интересующей точке и для данного ИТ. Аналогично, для исследования крупномасштабной структуры высокоширотной ионосферы были получены высотные профили ионосферных параметров для набора плазменных трубок, распределенных по геомагнитной кошироте в 15 точках от 5 до 48°, а по МЬТ через час для всех, указанных выше, геофизических условий. Таким образом, для каждого набора геофизических условий (т.е. ИТ, Кр, £©) было получено 360 высотных профилей следующих параметров: пн+, по+, пм+, Т^ Те, потоки ионов, тепловые потоки ионов и электронов.

73

3.2. Сравнение механизмов формирования главного ионосферного провала в геомагнитно-спокойных условиях

Так как главный ионосферный провал образуется на высотах Г-области ионосферы при переходе от плазменных к авроральным широтам, то его структура отражает действие ряда процессов, контролирующих состояние тепловой плазмы как в плазмосфере, так и в полярной ионосфере [143,173, 229]. Все процессы, которые в данный момент времени формируют вертикальный профиль ионизации, можно разделить на "глобальные" и "локальные". Процессы первого типа действуют на всех ионосферных широтах, и в этом смысле их можно считать основными. К ним относятся фотоионизация атмосферы УФ-излучением Солнца, диффузия заряженных частиц вдоль силовых линий геомагнитного поля, рекомбинация, взаимодействие ионов с термосферными ветрами и коротация ионосферной плазмы. Вторая группа включает в себя механизмы, действие которых проявляется только в определенных областях околоземного космического пространства, что позволяет рассматривать их как дополнительные. На средних широтах к ним можно отнести процесс заполнения плазмосферы, а в субавроральных и полярных широтах - ионизацию термосферных частиц высыпающимися электронами высоких энергий, горизонтальный перенос ионосферной плазмы под действием электрического поля магнитосферной конвекции, а также эффекты продольных токов.

Как отмечалось в главе 1, в настоящее время не существует общепринятой концепции образования ГИП и вариаций его структуры при изменении сезона, уровня солнечной и магнитной активности. Установлено, что заметное уменьшение электронной концентрации при переходе от средних к высоким широтам может возникать в результате действия различных комбинаций, указанных выше "глобальных" и "локальных" процессов, например, диффузии, конвекции и высыпаний [42, 79, 143]; конвекции и высыпаний [230]; заполнения плазмосферы и высыпаний [151]; высыпаний и конвекции при несовпадении географического и геомагнитного полюсов

74 теория "полной тени") [147]. Таким образом видно, что не существует единого мнения о физической природе главного ионосферного провала. Поэтому необходимо провести сравнительный анализ действия основных и дополнительных механизмов в зоне формирования ГИП. Было выполнено пять вариантов расчетов высотно-широтных распределений параметров ионосферной плазмы, в которых:

0) не учитываются действия ветра, конвекции и высыпаний;

1) не учитываются действия конвекции и ветра;

2) не учитываются действия высыпаний и ветра;

3) не учитывается действие нейтрального ветра;

4) учитываются все процессы.

На рис.2 представлены широтные профили электронной концентрации (Ме) на высоте 300 км, полученные для различных вариантов в зимний период для Кр = 1. Рассмотрим результаты для 0400 ИТ, которое примерно соответствует наибольшему удалению геомагнитного полюса от терминатора. Толстой сплошной линией на рис.2 изображены кривые, соответствующие основному 4-у варианту, где учтены все рассматриваемые механизмы. Хорошо видно, что во всех секторах МЬТ образуется провал в широтном профиле ЛГе. Его глубина, т.е. отношение концентрации в максимуме полярной стенки к значению в минимуме провала, изменяется в пределах от 2.5 в вечернее время почти до 10 в утреннее время. Магнитная широта локализации ГИП на ночной стороне уменьшается с ростом МЬТ от Л ~ 67° в 1800 МЬТ до Л - 60° в 0600 МЬТ. На ночной стороне севернее полярной стенки провала в районе Л ~ 70°+85° существует область пониженных значений ]\Ге, которую можно отождествить с полярной полостью.

Интересно отметить появление провала на дневной стороне высокоширотной ионосферы. Как уже отмечалось ранее (см. раздел 1.1.1 ), вероятность регистрации ГИП в дневное время примерно в два раза меньше, чем в ночное, так как он появляется только при зенитных углах 90°. Околополуденный провал на рис.2 располагается на широте Л ~ 66 -г- 67°, что практически совпадает с положением терминатора ( Лт = 67° ), которое было определено по

76 значению зенитного угла 104°. Глубина этого провала составляет величину 5.6, а полярная стенка плавно переходит в широкий пик ионизации с максимумом при Л ~ 78°.

Второй выбранный момент мирового времени соответствует наименьшему расстоянию между геомагнитным полюсом и терминатором, расположенным на широте Лу = 2°. Из рис.2 следует, что в этот момент времени ГИП становится глубже и располагается только на ночной стороне, тогда как на дневной стороне образуется язык ионизации с концентрацией электронов 7Уе ~ 3 • 105см-3, который заходит на ночную сторону до 85° геомагнитной широты. Таким образом подтверждена зависимость структуры ГИП от ЦТ, полученная ранее в работах [79,146,172]. Механизм появления этой зависимости заключается в том, что область конвекции, вращаясь вместе с Землей, может заходить за терминатор, захватывая при этом ионизацию на освещенной стороне, или же удаляться от него. При этом в зазоре на дневной стороне образуется дневной провал. Пример взаимного расположения областей конвекции, высыпаний и терминатора приведен на рис.3.

Рассмотрим влияние различных процессов на формирование ГИП. Из рис.2 следует, что если бы не существовало конвекции и высыпаний, то провал занимал бы всю полярную зону с минимальными значениями ,ЛГе ~ 102см~3 в области, отстоящей от терминатора на 10-г 12° в ночную сторону. Термосферный ветер оказывает влияние только на средних и субавроральных широтах. Экваториальная стенка провала формируется исключительно под действием механизма заполнения внешней плазмосферы. Как видно из сравнения вариантов 0 и 1 (см. рис.2), магнитосферная конвекция вызывает фундаментальные изменения в распределении электронной концентрации. На ночной стороне образуется глубокий узкий провал, минимум которого расположен на широте около 62°, а экваториальная стенка этого провала совпадает с границей конвекции (см. рис.3). В плоскости меридиана утро-вечер под действием конвекции также формируются глубокие провалы на широтах от 62° до 75°.

Действие высыпаний в данном исследовании сводится к увеличе

77

12

00 МЬТ

Рис.3. Изолинии потока энергии высыпающихся электронов в единицах Эрг-см-2-с-1 при Кр = 1 и траектории дрейфа под действием конвекции и коротации (тонкие линии) в координатах геомагнитная широта - МЬТ, окружность соответствует широте 40°. 1,2 - положения терминатора в день зимнего солнцестояния в 0400 и 1600 ИТ, соответственно

78 нию концентрации электронов в высоких широтах и сглаживанию структуры над полярной шапкой, что хорошо видно из сравнения вариантов 2 и 3 на рис.2. Кроме того, авроральные высыпания делают круче полярную стенку ГИП. Однако, увеличение Д, не всегда происходит в зоне высыпаний, особенно в плоскости меридиана полночь-полдень (варианты 1 и 3 на рис.2). Это обусловлено тем, что антисолнечная конвекция направлена поперек зоны высыпаний и быстро выносит образующуюся тепловую плазму в утренний и вечерний секторы (см. рис.3).

Сравнение вариантов 1, 2 и 4 (основного) показало, что полярная стенка и днище провала формируются под действием процессов высьШаний и конвекции.

Таким образом, на основе анализа механизмов формирования ГИП можно сделать следующие выводы:

- действие электрического поля магнитосферной конвекции является основным механизмом переноса плазмы и генерации структуры ионосферы в высоких широтах;

- действие высыпаний на Р-область ионосферы в высоких широтах в данном исследовании сводится к увеличению электронной концентрации и сглаживанию структуры над полярной шапкой и является основным механизмом, формирующим полярную стенку провала;

- дневной провал является следствием иТ-вариаций в зимней ионосфере.

3.3. Тепловая структура высокоширотной ионосферы

На средних широтах и в плазмосфере основным источником нагрева электронно-ионного газа на ночной стороне является приток тепла вдоль силовых линий из вышележащей магнитосферы. Внутри плазмосферы роль этого источника энергии возрастает с ростом широты, так что наибольший приток тепла в Р-область ионосферы имеет место в районе плазмопаузы [151]. Для заданного источника нагрева (или потока тепла) уменьшение электронной концентрации будет вызывать повышение электронной температуры в результате

79 уменьшения теплоемкости электронного газа и скорости передачи энергии от электронов к ионам в результате кулоновских столкновений. Следовательно, область пониженных значений Ые при переходе от средних широт к полярным должна являться одновременно и областью высоких температур, что часто наблюдается и в эксперименте [200, 233].

Другим источником нагрева могут быть высыпающиеся энергичные электроны. В результате их столкновений с атомами и молекулами термосферы образуются вторичные электроны более низких энергий, которые эффективно могут отдавать свою энергию тепловым электронам. Этот механизм действует в полярной ионосфере как в спокойные периоды, так и в периоды геомагнитных возмущений.

Важным источником нагрева электронно-ионного газа на высоких широтах может служить механизм фрикционного нагрева [200]. Обычно в спокойных условиях скорости конвекции плазмы имеют величину порядка нескольких сотен метров в секунду, а в периоды геомагнитных возмущений возрастают до 1 -Ь 3 км/с на границе полярной шапки. На высотах Р-области ионосферы, где столкновения заряженных и нейтральных частиц происходят достаточно часто, энергия дрейфового движения переходит в результате трения в тепловую энергию всего газа в целом. Наиболее эффективно этот механизм нагревает ионы, т.к. их масса близка к массе нейтральных частиц. Фрикционный нагрев за счет ион-ионных столкновений оказывается существенным в случае больших скоростей движения ионов относительно друг друга при их течении вдоль геомагнитных силовых линий. Относительная роль этих процессов, формирующих тепловую структуру высокоширотной ионосферы, недостаточно ясна.

Рассмотрим результаты модельных расчетов профилей температуры электронов. Так на рис.4 приведены профили температуры электронов на высоте 300 км в плоскостях меридианов полночь-полдень и вечер-утро для зимних условий и для тех же пяти вариантов, что рассматривались в разделе 3.2. Характерной чертой распределения Те в плоскости меридиана полночь-полдень являет

81 ся повышение температуры в районе ГИП и аврорального овала. Хотя повышение Те и лежит в области ГИП, но максимум температуры не совпадает с положением минимальных значений 7Уе. На дневной стороне пик Те менее выражен, что связано с особенностями морфологической картины высыпаний в районах ночного овала и дневного каспа. В 1600 ИТ дневной пик температуры вообще отсутствует на фоне нагрева УФ-излучением Солнца. Ширина пика составляет около 15° на ночной стороне и около 10° на утренней и вечерней сторонах, что связано с зависимостью ширины зоны высыпаний от МЪТ. Максимум повышения температуры электронов располагается на несколько градусов севернее (в 1600 ИТ) или южнее (в 0400 ЦТ) зоны максимальных значений потоков высыпающихся электронов. Температура электронов в максимуме достигает 2000 К. По обе стороны от зоны высыпаний, т.е. в полярной шапке и в плазмосфере, температура электронов близка к температуре нейтральных частиц. Таким образом видно, что тепловая структура высокоширотной ионосферы зависит от мирового времени.

Наибольшее влияние на распределение Те с широтой оказывают процессы высыпаний и конвекции. Рассмотрим в качестве примера профили в плоскости полночь-полдень в 0400 ЦТ (рис.4). Видно, что для вариантов 0 и 2, в которых отсутствует учет высыпаний, характерно равенство Те « Тп в неосвещенных областях ионосферы. Это происходит в результате быстрого выравнивания температур при упругих и неупругих столкновениях электронов с окружающими частицами. Включение высыпаний (вариант 1 на рис.4) увеличивают температуру в районах вторжения энергичных электронов. Дополнительное включение конвекции приводит к уменьшению температуры внутри полярной шапки и возрастанию Те в ночном пике (вариант 3 на рис.4). В рамках настоящей модели это объясняется тем, что при одном и том же источнике нагрева учет конвекции перераспределяет ионосферную плазму, увеличивая ее плотность над полярной шапкой и уменьшая в зоне высыпаний. В результате за счет изменения теплоемкости происходит изменение широтного профиля температуры электронов.

82

Таким образом, широтный профиль электронной температуры формируется под действием нагрева солнечным излучением и высыпаний с обязательным учетом вариаций теплоемкости электронно-ионного газа и зависит от мирового времени.

3.4. Моделирование крупномасштабной структуры высокоширотной ионосферы на высотах максимума Р2-слоя

Наиболее характерным свойством крупномасштабной структуры Е-слоя высокоширотной ионосферы является ее зависимость от мирового времени [141, 142]. Вследствие несовпадения географического и геомагнитного полюсов при суточном вращении Земли происходит перемещение терминатора в солнечно-магнитной системе координат относительно зоны магнитосферной конвекции и ав-рорального овала. Соответствующие изменения освещенности или глобального распределения скорости фотоионизации будут вызывать под действием конвективного дрейфа довольно сложные вариации горизонтальных потоков тепловой плазмы на высотах Г 2-слоя высокоширотной ионосферы. В результате наблюдаются такие эффекты, как образование дневного провала (см. раздел 3.2), резкие изменения степени развития главного ионосферного провала в ночной ионосфере, образование и распад языка ионизации.

3.4.1. Электронная концентрация в высокоширотной ионосфере

На рис.5,б представлены распределения электронной концентрации в высокоширотной ионосфере северного полушария на высоте 300 км для спокойных геофизических условий и для возмущенных условий в день зимнего и летнего солнцестояния, для 0400 и 1600 иТ, которые соответствуют минимальной и максимальной освещенности высокоширотной ионосферы.

Как видно из рис.5, над ночной полярной шапкой в районе геомагнитных широт 70 -г- 80° располагается полярная полость с по

85 нижением концентрации почти в полтора раза. В условиях минимальной освещенности (рис.5а) главный ионосферный провал простирается от предполуночного сектора до вечернего, а дно провала с понижением электронной концентрации до 104 см-3 расположено в районе геомагнитных широт 55 -Ь 60° в утреннем секторе ( 07000900 МЪТ ). Это понижение образуется в результате отсутствия источников фото- и корпускулярной ионизации в области, которая появляется на дневной стороне между экваториальной границей высыпаний и терминатором, вследствие несовпадения географического и геомагнитного полюсов [147]. В авроральном овале видны две зоны максимальных значений ЛГе ~ 3 • 105см~3 (авроральные пики ионизации), совпадающие с зонами максимальных потоков энергии высыпающихся электронов.

В распределении АГе для возмущенных условий (Кр=5) также присутствуют провал, который смещается к экватору на 5 -г 7° (см. рис.56), авроральные пики ионизации, которые также смещаются на геомагнитные широты 65 -г 70°, полярная полость.

В 1600 ИТ (рис.6а) высокоширотная ионосфера максимально осве щена, и область с электронной концентрацией больше 105 см-3, расположенная на дневной стороне от 40° геомагнитной широты почти до полюса, формируется плазмой от солнечного УФ-излучения, которая вносится антисолнечной конвекцией на ночную сторону. Главный ионосферный провал в этом случае расположен на ночной стороне от 1900 до 0600 МХТ, а дно провала с Ые ~ 104 см-3 находится в области широт 58-ЬбО° в секторе от 2000 до 0400 МЬТ.

В распределении ЛГе в летней ионосфере (рис.66) ГИП и авроральные пики ионизации отсутствуют. Летом положение терминатора в своем суточном ходе изменяется от 41 до 62° геомагнитной широты вдоль полуночного меридиана, и вся ионосфера на широтах больше 62° является постоянно освещенной. При низкой геомагнитной активности (Кр = 1) авроральные пики ионизации не видны на фоне ионизации УФ-излучением Солнца.

Таким образом, в высокоширотной Г-области ионосферы наиболее сильными вариациями являются иТ-вариации, которые приводят к смещению ГИП на утреннюю сторону и появлению провала

86 на дневной стороне, а также при Кр — 5 ГИП смещается к экватору на 5 - 7°.

3.4.2. Электронная концентрация в полярной полости

Как видно из рис.5,6, полярная полость присутствует в распределении электронной концентрации в высокоширотной ионосфере во всех рассматриваемых случаях. Для интерпретации полученных результатов выберем точку с координатами геомагнитная широта 76° и 0000 МЪТ, расположенную в полярной полости, и рассмотрим распределения ионосферных параметров вдоль траектории дрейфа плазменной трубки в условиях зимы (рис.7). Траектории для 0400 и 1600 иТ отличаются тем, что оказываются освещенными разные участки (неосвещенные участки заштрихованы). Из рис.7 видно, что в рассматриваемую точку приходит силовая трубка, плазма в которой образуется под действием фото- и корпускулярной ионизации, причем в последние несколько часов источники образования плазмы не действуют, что приводит к понижению электронной концентрации. Следовательно, можно сделать вывод о том, что рекомбинация плазмы при дрейфе через области, где отсутствуют источники ионов, дает вклад в образование полярной полости. Но, с другой стороны, существование полярной полости и в летней ионосфере в условиях, когда вся полярная область освещена Солнцем не дает основания считать этот механизм основным. Как следует из рис.7, наряду с изменением интенсивности источника новообразования на плазму в дрейфующей трубке действует вертикальный электромагнитный дрейф скорость которого в зоне полярной полости направлена вниз и в конечной точки траектории достигает величины —25 м/с. Известно [232], что дрейф вниз приводит к оттоку ионов в область с большей плотностью нейтральных частиц и, соответственно, с большей скоростью рекомбинации. Близкие значения скорости дрейфа имеют место для всех рассматриваемых случаев при Кр = 1, так как используемая модель конвекции [217] не зависит от ЦТ и сезона. Для Кр = 5 в рассматриваемой точке ]¥г = —60.7 м/с.

88

На рис.8 приведены изолинии вертикальной проекции скорости электромагнитного дрейфа Wr и поток энергии высыпающихся электронов в авроральном овале для Кр = 1, а также показано положение полярной полости. На ночной стороне на широтах от 30 до 90° в секторе от 2000 до 0200 MLT вертикальная проекция скорости дрейфа отрицательна (направлена вниз). Как следует из рис.8, полярная полость образуется внутри аврорального овала, в зоне, где вертикальная проекция скорости электромагнитного дрейфа отрицательна (направлена вниз). Таким образом, дрейф и высыпания энергичных электронов являются основными факторами, действие которых приводит к образованию полярной полости. Фотоионизация, отсутствующая зимой и охватывающая всю полярную область летом, оказывает лишь возмущающее воздействие, которое проявляется в виде сезонных и UT-вариаций.

Для проверки достоверности вычисленных значений электронной концентрации в полярной полости выполнено сравнение с измерениями на спутнике АЕ-С [77]. Эти измерения охватывают период с декабря 1973 г. по июнь 1978 г. В течение этого периода наблюдалась низкая солнечная активность, индекс i^.o.7 изменялся от 70 до 140. Измерения авторами [77] были систематизированы в зависимости от полушария, сезона, высоты, UT и индексов Кр и -Fio.7- Полярная полость определена как область, расположенная от 70 до 80° геомагнитной широты и от 2200 до 0200 MLT. В таблице 1 приведены значения электронной концентрации в полярной полости для северного полушария, лета и зимы, низкой солнечной активности (i^io.7 = 70), низкой (Кр = 1) и высокой (Кр = 5) геомагнитной активности в 0400 и 1600 UT на высотах 300 и 400 км. Для каждого набора условий электронная концентрация, вычисленная по модели, определена как средняя для области от 70 до 80° геомагнитной широты и от 2200 до 0200 MLT. В основном рассчитанная электронная концентрация находится в пределах измеренных значений. Несколько завышены значения Ne на высоте 400 км зимой в 0400 и 1600 UT для Кр = 1. Однако, величина отклонения рассчитанных и измеренных значений Ne не превышает 20%.

Как видно из таблицы 1 электронная концентрация в полярной

89

12

00 МЫ

Рис.8. Изолинии вертикальной проекции скорости электромагнитного дрейфа с шагом 10 м/с и поток энергии высыпающихся электронов (светло серый цвет - Р = 1 -г 2 Эрг • см-2 • с-1; темно серый - Р = 2-г 10 Эрг -см~2 - с-1) для Кр = 1 в координатах геомагнитная широта - МЬТ (окружность соответствует 50° геомагнитной широты). Граница полярной полости (ПП) нанесена толстой линией. Положение терминатора: 1 - в 0400 ИТ зимой; 2 - в 1600 ИТ зимой; 3 - в 0400 ОТ летом

90

Заключение

В диссертации изложены результаты исследований высокоширотной ионосферы в спокойные и возмущенные геомагнитные периоды, полученные на основе разработанной численной модели. При этом получены следующие основные результаты:

1. Разработана нестационарная численная модель высокоширотной ионосферы, позволяющая рассчитывать распределения ионного состава, температур ионов и электронов, потоков ионов и тепловой энергии вдоль дипольных силовых линий геомагнитного поля в интервале высот от 150 км до нескольких радиусов Земли в заданный момент мирового времени для заданной точки земной поверхности, расположенной на геомагнитной широте выше 40°. В модели согласованно учитываются все основные процессы, контролирующие поведение тепловой плазмы на средних, авроральных и полярных широтах. Модель дает возможность Исследовать вклады этих процессов в формировании крупномасштабной структуры ионосферы.

2. Выполнено теоретическое исследование крупномасштабной структуры ионосферы на высоких широтах в спокойных и возмущенных геофизических условиях и показано следующее:

- в высокоширотной F-области ионосферы наиболее сильными вариациями являются UT-вариации, которые приводят к смещению главного ионосферного провала на утреннюю сторону и появлению провала на дневной стороне;

- в распределении электронной концентрации в зимней и летней ионосфере в северном полушарии при южном направлении Bz компоненты ММП присутствует полярная полость на геомагнитных широтах 70 -т- 80° в околополуночном секторе MLT и в области, где вертикальная проекция скорости электромагнитного дрейфа направлена вниз и ослаблены источники ионизации, такие как фото- и авроральная ионизация зимой и авроральная ионизация летом.

3. Исследована широтная структура ионного состава внешней

120 ионосферы и показано, что отток ионов Н+ из полярной ионосферы близок по величине к критическому, и в результате этого ионы атомарного кислорода являются преобладающими во внешней ионосфере с высотным распределением, слабо отличающимся от диффузионно-равновесного, и по этой причине широтные вариации электронной концентрации в F2-aioe и во внешней ионосфере подобны.

4. Выполнено моделирование отклика ионосферы на магнито-сферную бурю 22 марта 1979 г., которое показало следующее:

- разработанная модель высокоширотной ионосферы может использоваться для изучения отклика ионосферы на магнитосферные воздействия;

- для изучения отклика среднеширотной ионосферы на магнитные бури необходимо существенно повысить точность описания параметров нейтральной атмосферы на основе эмпирических или теоретических моделей;

- использование реальных магнитосферных источников, полученных по технике инверсии магнитограмм, в модели ионосферы увеличивает точность воспроизведения суточных вариаций электронной концентрации Е2-слоя возмущенной ионосферы в аврораль-ных и полярных широтах на величину порядка 30%.

В заключение автор выражает глубокую благодарность кандидату физико-математических наук A.B. Тащилину за руководство работой, доктору физико-математических наук В.В. Кошелеву за постоянное внимание к выполненной работе, кандидату физико-математических наук А.Д. Базаржапову и сотрудникам его группы за предоставленные результаты расчетов магнитосферных параметров по ТИМ для бури 22 марта 1979 г., а также всему коллективу лаборатории аэрономии и космического мониторинга ИСЗФ,где была выполнена данная работа.

121

Библиография Диссертация по геологии, кандидата физико-математических наук, Романова, Елена Борисовна, Иркутск

1. Muldrew D.B. F-layer ionization trough dedused from Alouette data // J.Geophys. Res.-1965.-Vol.70, N 11.-P.2635-2650.

2. Andrews M.K., Thomas J.O. Electron density distribution above the winter pole // Nature. London.-1969.-Vol.221, N 5577.-P.223-227.

3. Halcrow В., Nisbet J.S. A model of F2-peak electron densities in the main trough region of the ionosphere // Radio Sci.-1977.-Vol.12, N 5. -P.815-820.

4. Reddy B.M., Brace L.H., Findlay J.A. The ionosphere at 640 kilometers on quiet and disturbed days //J. Geophys. Res.-1967.-Vol.72, N 11. -P.2709-2727.

5. Tulunay J.K. , Sayers J. Characteristics of the midlatitude trough as determined by the electron density experiment on ARIEL-3 // J.Atmosph. Ter. Phys.-1971 .-Vol.33, N 11.-P.1737-1761.

6. Tulunay J.K. Global electron density distribution from the ARIEL-3 satellite at mid-latitude during quiet magnetic periods. // J.Atmosph. Ter. Phys.-1973.-Vol.35, N 2.-P.233-254.

7. Tulunay J.K., Grebowsky J.M. The noon and midnight midlatitude trough as seen by ARIEL-4 // J. Atmosph. Ter. Phys.-1978.-Vol.40, N 7.-P.845-857.

8. Афонина H.B., Коломийцев О.П., Мизун Ю.Г. Измерения электронной температуры на спутниках и особенности ее поведения в области главного ионосферного провала / / Геомагнетизм и аэрономия.-1978. -Т.18, N3.-C.432-435.

9. Карпачев А.Т., Машкова В.Н. Долготный эффект в ионосфере по данным ИСЗ "Интеркосмос-19" //Физика ионосферы и магнитосферы. М.: ИЗМИР АН, -1983.-С.5-15.

10. Водянников В.В., Постоев Ю.К., Троицкий Б.В. Стационарные ионосферные возмущения по данным ИСЗ "Интеркосмос-19" // Геомагнетизм и аэрономия. -1984.-Т.24, N2.-C.317-319.

11. Деминов М.Г., Карпачев А.Т., Кушнеревский Ю.В., Шмилау-эр Я. Структура субавроральной ионосферы в период магни-тосферной бури по данным ИСЗ "Интеркосмос-19" // Геомагнетизм и аэрономия.-1985.-Т.25, N3.-C.406-410.

12. Mendillo М., Chacko С.С. The baselevel ionospheric though // J.Geophys. Res.-1977.-Vol.82, N 32.-P.5129-5137.

13. Wildman P.J.L., Sagalin R.C., Ahmed M. Structure and morphology of the main plasma trough in the topside ionosphere: Preprint Air Force Geophys. Lab., Hanson AFB, Mas.-1976.-12P.

14. Kohlein W., Raitt W.J. Position of the midlatitude trough in the topside ionosphere as deduced from ESRO-4 observations // Planet. Space Sci.-1977.-Vol.25, N 3.-P.600-602.

15. Spiro R.W., Heelis R.A., Hanson W.B. Ion convection and the formation of the mid-latitude F-region ionization trough //J.Geophys. Res.-1978.-Vol.83, N 9.-P.4255-4264.

16. Беспрозванная А.С. Особенности ионосферного провала в послеполуденные часы по данным наземного вертикального зондирования // Геомагнетизм и аэрономия.-1973.-Т.13, N5.-С.935-936

17. Сивцева Л.Д., Филиппов В.М., Халипов B.JL и др. Исследования среднеширотного ионосферного провала с помощью наземных геофизических методов и синхронных измерений со спутников // Космич. исслед.-1983.-Т.21, N4.-C.584-608.

18. Гриб С.А., Елисеев А.Ю., Коломийцев О.П. Поведение ионосферы в районе главного ионосферного провала во время магнитных возмущений // Геомагнетизм и аэрономия.-1985.-Т.25, N2.-C.211-217.

19. Карпачев А.Т. Распределение электронной концентрации вблизи максимума слоя-Е2 в северном полушарии для ночных летних условий // Геомагнетизм и аэрономия.-1996.-Т.36, N4.-С.86-92.

20. Афонин В.В., Деминов М.Г., Карпачев А.Т.и др. Долготные вариации положения главного ионосферного провала для ночных зимних условий по данным ИСЗ "Космос -900" и "Интеркосмос-19" // Геомагнетизм и аэрономия.-1992.-Т.32, N2.-С.75-78.

21. Беспрозванная A.C. Планетарное распределение ночной ионизации в максимуме слоя F2 по данным наземного зондирования ионосферы // Тр. ААНИИ. -JL: Гидрометеоиздат, 1975.-Т.322.-С.195-197.

22. Индюков A.B., Климов H.H., Васильев Г.В., Флигель М.Д. О положении главного ионосферного провала по данным внешнего зондирования // Высокоширотная ионосфера и магнитосферно-ионосферные связи. -Апатиты: Кол.фил. АН СССР, 1986.-С.67-71.

23. Bates H.F., Belon А.Е., Hansucker R.D. Aurora and the poleward edge of the main ionosferic trough // J.Geophys. Res.-1973.-Vol.78, N 4.-P.648-658.

24. Бенькова Н.П., Зиркач Э.К., Козлов Е.Ф. и др. Главный ионосферный провал по данным меридиональной цепочки станций // Ионосферные исследования. -1982. -N35.-С.5-12.

25. Беспрозванная A.C., Макарова JI.H. UT контроль конфигурации главного ионосферного провала // Геомагнетизм и аэрономия.-1984.-Т.24, N1. -С.145-146.

26. Бенькова Н.П., Козлов Е.Ф., Коченова Н.А. и др. Высотная структура главного ионосферного провала по спутниковым данным // Геомагнетизм и аэрономия.-1992.-Т.32, N2. -С.79-82.

27. Carpenter D.L. Whistler studies of the plasmapause in the magnetosfere. 1. Temporal wariations in position of the knee and some evidence on plasma motions near the knee // J.Geophys. Res.-1966.-Vol.71, N 3.-P.693-709.

28. Rycroft M.J., Burnell S.J. Statistical analysis of movements of the ionospheic trough and the plasmapause //J. Geophys. Res.-1970.-Vol.75, N 28.-P.5600-5604.

29. Rycroft M.J., Thomas J.O. The magnitospheric plasmapause and the electron density trough and the ALOUETTE-1 Orbit // Planet. Space Sci.-1970.-Vol.18, N 1.-P.65-80.

30. Rodger A.S., Pinnock M. Movements of the midlatitude ionospheric trough //J.Atmos. Terr. Phys.-1982.-Vol.44, N 11.-P.985-992.

31. Smith A.J., Rodger A.S., Thomas D.W.P. Simultaneous ground-based observations of the plasmapause and the F-region midlatitude trough // J.Atoms. Terr. Phys.-1987.-Vol.49, N 1.-P.43-47.

32. Horwitz J.L., Brace L.H., Comfort R.H., Chappell C.R. Dual -Spacecraft measurements of plasmasphere ionosfere coupling / / J.Geophys. Res.-1986.-Vol.91, N 10.-P.11203-11216.

33. Гальперин Ю.И. Вопросы динамики и энергетики регенерации плазмосферы в фазе восстановления // Международный семинар КАПГ " Физические процессы в области провала в период магнитосферных возмущений". Сб. докладов. -Гарцау, 1987.-С.21-42.

34. Деминов М.Г., Корпачев А.Т., Афонин В.В. и др. Динамика среднеширотного ионосферного провала в период бурь. 1. Качественная картина // Геомагнетизм и аэрономия.-1995.-Т.35, N1.-C.73-79.

35. Деминов М.Г., Карпачев А.Т., Морозова Л.П. Субавроральная ионосфера в период SUNDIAL, июнь -1987 г., по данным ИСЗ "Космос-1809" // Геомагнетизм и аэрономия.-1992.-Т.32, N1.-С.54-58.

36. Деминов М.Г., Карпачев А.Т., Афонин В.В., Аннакулиев С.К. Динамика среднеширотного ионосферного провала, в период магнитной бури. Главная фаза // Геомагнетизм и аэрономия.-1995.-Т.35, N 6.-С.69-77.

37. Деминов М.Г., Карпачев А.Т., Афонин В.В., Аннакулиев С.К. Динамика среднеширотного провала в периоды бурь: восстановительная фаза // Геомагнетизм и аэрономия.-1996.-Т.36, N4.-C.45-52.

38. Nishida A. Formation of plasmapause or magnetospheric plasma knee convection and plasma escape from the tail //J. Geophys. Res.-1966.-Vol.71, N 23.-P.5669-5680.

39. Knudsen W.S. Magnetospheric convection and the highlatitude F2-ionosphere // J.Geophys. Res.-1974.-Vol.79, N 7.-P.1046-1059.

40. Knudsen W.S., Banks P.M., Winningham J.P., Klumpar D.M. Numerical model of the convecting F2-ionosphere at high latitude // J.Geophys. Res.-1977.-Vol.82, N 29.-P.4784-4792.

41. Moffett R.J., Quegan S. The mid-latitude trough in the electron concentration of the ionospheric F-layer: a review of observations and modelling // J.Atmos. Terr. Phys.-1983.-Vol.45, N 5.-P.315-343.

42. Гальперин Ю.И., Пономарев B.H. Зосимова Л.Г. Прямые измерения скорости дрейфа ионов в верхней ионосфере во время магнитной бури // Космические исследования.-1973.-Т.11, N2.-С.273-278.

43. Maynard N.C. On large poleward directed electric fields at sub-auroral latitudes // Geophys. Res. Lett.-1978.-Vol.5, N 7.-P.617-618.

44. Spiro R.W., Heelis R.A., Hanson W.B. Rapid subauroral ion drifts observed by Atmosphere Explorer C // Geophys. Res. Lett.-1979. -Vol.6, N 8.-P.657-660.

45. Rich F.J., Burke W.J., Kelley M.C. and Smiddy M. Observations of field aligned currents in association with strong convection electric fields at subauroral latitudes // J.Geophys. Res.-1980.-Vol.85, N 5.-P.2335-2340.

46. Unwin R.S., Cummack C.H. Drift spikes: The ionospheric signature of large poleward directed electric fields at subauroral latitude // Memoirs of National Institute of Polar Research.-Tokyo, 1980. -N 16.-P.72-83.

47. Mikkelsen I.S., Jorgensen T.S., Kelley M.C. et al. Neutral winds and electric fields in the dusk auroral oval. 1. Measurements // J.Geophys. Res.-1981.-Vol.86, N 3.-P.1513-1535.

48. Pinnock M. Observations of a day-time mid-latitude ionospheric trough // J.Atmos. Terr. Phys.-1985.-Vol.47, N 11.-P.1111-1122.

49. Collis P.N., Haggstrom I. Plasma convection and auroral precipitation processes associated with the main ionospheric trough at high latitudes //J. Atmos. Terr. Phys.-1988.-Vol.50, N 4/5.-P.389-404.

50. Senior C., Sharber J.R., de la Beaujardiere O. et al. E and F region study of the evening sector auroral oval: A Chatanika/Dynamics Explorer 2/NOAA 6 comparison // J.Geophys. Res.-1987.-Vol.92, N 3.-P.2477-2494.

51. Horwitz J.L., Menteer S., Turnley J., Burch J.L., Winningham J.D., Chappell C.R., Craven J.D., Frank L.A., Slater D.W. Plasmaboundaries in the inner magnetosphere //J. Geophys. Res.-1986.-Vol.91, N 8. -P.8861-8882.

52. Rodger A.S., Brace L.H., Hoegy W.R., Winningham J.D. The poleward edge of the mid-latitude trough its formation, orientation and dynamics //J. Atmos. Ter. Phys.-1986.-Vol.48, N 8.-P.715-728.

53. Taylor H.A.Jr., Brinton H.C., Pharo M.W., Rahman N.K. Thermal ions in the exosphere; evidence of solar and geomagnetic control // J. Geophys. Res.-1968.-Vol.73, N 12.-P.5521-5528.

54. Grebowsky J.M., Chen A.J., Taylor H.A.Jr. High-latitude troughs and the polar cap boudary //J. Geophys. Res.-1976.-Vol.81, N 4. -P.690-694.

55. Grebowsky J.M., Taylor H.A.Jr., Lindsay J.M. Location and source of ionospheric high latitude troughs // Planet. Space Sci.-1983. -Vol.31, N 1.-P.99-105.

56. Taylor H.A.Jr. The light ion trough // Planet. Space Sci.-1972. -Vol.20, N 10.-P.1593-1606.

57. Taylor H.A.Jr., Grebowsky J.M., Chen A.J. Ion composition irregularities ionosphere-plasmasphere coupling: Observations of a high latitude ion trough // J. Atmos. Terr. Phys.-1975.-Vol.37, N 4.-P.613-624.

58. Taylor H.A.Jr., Walsh W.J. The light-ion trough, the main trough and the plasmapause //J. Geophys. Res.-1972.-Vol.77, N 34. -P.6716-6723.

59. Raitt W.J., Dorling E.B. The global morphology of light ions measured by the ESRO-4 satellite // J. Atmos. Terr. Phys.-1976. -Vol.38, N 11.-P.1077-1083.

60. Grebowsky J.M., Hoffman J.H., Maynard N.C. Ionospheric and magnetospheric plasmapauses // Planet Space Sci.-1978.-Vol.26, N 7.-P.651-660.

61. Hoffman J.H., Dodson W.K., Lipincott C.R., Hammack H.D. Initial ion composition results from the ISIS-2 satellite // J.Geophys. Res. -1974.-Vol.79, N 28.-P.4246-4251.

62. Гречнев К.В., Ершова В.А., Шульчишин Ю.А. и др. Масс-спектрометрические измерения на спутнике OPEOJI-2 // Кос-мич. исслед.-1977.-Т.15, N2.-C.274-285.

63. Ершова В.А., Сивцева Л.Д. Среднеширотные провалы и потоки легких ионов в масс-спектрометрических измерениях на спутнике OPEOJI-1. // Космич. исслед.-1974.-Т.12, N4.-C.572-576.

64. Гальперин Ю.И., Сивцева Л.Д., Филиппов В.М., Халипов В.Л. Субавроральная верхняя ионосфера. Новосибирск: Наука, 1990. -192С.

65. Ершова В.А., Кочнев В.А., Ростэ 0.3. и др. Доминирование ионов Не+ в высокоширотной верхней ионосфере по масс-спектрометрическим данным со спутника Интеркосмос-24 // Космические исследования.-1996.-Т.34, N3. -С.271-279.

66. Сивцева Л.Д., Ершова В.А. Взаимное расположение средне-широтного провала в концентрации Н+ и плазмопаузы по данным спутника ОРЕОЛ-2 // Космич. исслед.-1978.-Т.16, N4.-С.632-635.

67. Brace L.H., Maier E.J., Hoffman J.H. et al. Deformation on the night side plasmasphere and ionosphere during the August 1972 geomagnetic storm //J. Geophys. Res. -1974,-Vol.79, N 34. -P.5211-5218.

68. Banks P.M., Holzer Т.Е. The Polar Wind //J. Geophys. Res.-1968. -Vol.73, N 21.-P.6846-6854.

69. Banks P.M., Holzer Т.Е. High-Latitude plasma transport: The polar wind //J. Gepophys. Res.-1969.-Vol.74, N 26.-P.6317-6332.

70. Максимова H.M., Осипов М.И. Динамическая модель основных типов конвекции продольных токов и объемной структуры полярной ионосферы // Геомагнетизм и аэроном.-1982.-Т.22, N5.-С.732-737.

71. Brinton Н.С., Grebowsky J.M., Brace L.H. The high-latitude winter F region at 300 km: Thermal plasma observations from AE-C //J. Geophys. Res.-1978.-Vol.83, N 10.-P.4767-4776.

72. Heelis R.A., Murphy J.A., Hanson W.B. A feature of the behaviour of He-f- in the nightside high-latitude ionosphere during equinox //J. Geophys. Res.-1981.-Vol.86, N 1.-P.59-64.

73. Hoegy W.R., Grebowsky J.M. Dependence of polar hole density on magnetic and solar conditions // J. Geophys. Res.-1991.-Vol.96, N 4.-P.5737-5755.

74. Quegan S., Bailey G.J., Moffett R.J. Regions of He-f- dominance in the high latitude topside ionosphere // Planet. Space Sci.-1984. -Vol.32, N 7.-P.791-802.

75. Sojka J.J., Raitt W.J., Schunk R.W. A theoretical study of the high-latitude winter F region at solar minimum for low magnetic activity //J. Geophys. Res.-1981.-Vol.86, N 2.-P.609-621.

76. Sojka J.J., Schunk R.W., Hoegy W.R., Grebowsky J.M. Model and observations comparison of the universal time and IMF by dependence of the ionospheric polar hole // Adv. Space Res.-1991.-Vol.ll, N 10.-P.39-42.

77. Данилов A.D., Морозова JI.Д. Ионосферные бури в области F2. Морфология и физика (Обзор) // Геомагнетизм и аэрономия.-1985. -Т.25, N5. -С.705-721.

78. Данилов А.Д., Велик Л.Д. Термосферно-ионосферное взаимодействие в период ионосферных бурь // Геомагнетизм и аэрономия.-1991.-Т.31, N2. -С.209-222.

79. Balan N., Rao Р.В. Dependence of ionosferic response on the local time of sudden commencement and the intensity of geomagnetic storm // J.Atmos. Terr. Phys.-1990.-Vol.52, N 4.-P.269-275.

80. Prolss G.W., Brace L.H., Mayr H.G., Carignan G.R., Killeen T.L., Klobuchar J.A. Ionospheric storm effects at subauroral latitudes: A case study // J. Geophys. Res.-1991.-Vol.96, N 2.-P.1275-1288.

81. Buonsanto M.J., Foster J.C., Sipler D.P. Observations from Millstone Hill during the geomagnetic disturbances of March and April -1990 // J. Geophys. Res.-1992.-Vol.97, N 2.-P.1225-1243.

82. Foster J.C. Storm time plasma transport at middle and high latitudes //J. Geophys. Res.-1993.-Vol.98, N 2.-P.1675-1689.

83. Скоблин M.Г., Михайлов А.В. Сезонные различия в развитии ионосферно термосферных возмущений в Р2-области ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия.-1991.-Т.31, N3.-C.434-440.

84. Аннакулиев С.К., Деминов М.Г., Фельдштейн А.Я., Шубин

85. B.Н. О долготном эффекте в отрицательной фазе ионосферной бури на средних широтах // Геомагнетизм и аэрономия.-1997.-Т.37, N1.-C.75-83.

86. Климов H.H., Мирмович Э.Г., Шашунькина В.M., Юдович JI.A. Эффекты в ионосфере и атмосфере во время магнитной бури 25 26 мая -1967 г. // Ионосфер. исслед.-1983. -N 37.1. C.30-35.

87. Медникова Н.В. О запаздывании ионосферных бурь относительно магнитных / Вариация ионосферы во время магнитно-сферных возмущений. -М.: Наука, 1980.-С.120-124.

88. Ляхова Л.Н. Ионосферная возмущенность при разной степени магнитной активности / / Ионосферные возмущения и методы их прогноза. -М.: Наука, 1977.-С.35-38.

89. Данилов А.Д., Морозова Л.Д., Мирмович Э.Г. О возможной природе положительной фазы ионосферных бурь // Геомагнетизм и аэрономия. -1985.-Т.25, N5.-C.768-772.

90. Зевакина Р.А., Киселева М.В. Эмпирическое моделирование вариаций области F2 во время положительных ионосферных возмущений // Геомагнетизм и аэрономия.-1980.-Т.20, N4.-С.746-749.

91. Зевакина Р.А., Лаврова Е.В. Влияние межпланетного магнитного поля на вариации области F / Ионосферные возмущения и методы их прогноза. -М.: Наука, 1977.-С.119-127.134

92. Кулешова В.П., Лаврова Е.В., Ляхова Л.Н. Основные составляющие ионосферных возмущений на средних широтах / Диагностика и моделирование ионосферных возмущений. -М.: Наука, 1978.-С.182-195.

93. Seaton M.J. A possible explanation of the drop in F-region critical densities accompanying major ionospheric storms // J. Atmos. Terr. Phys.-1956.-Vol.8, N 1. -P.122-124.

94. Данилов А.Д., Власов M.H. Фотохимия ионизованных и возбужденных частиц в нижней ионосфере. -Л.: Гидрометеоиздат, 1973. -187 с.

95. Иванов-Холодный Г.С., Михайлов А.В. Прогнозирование состояния ионосферы. -Л.: Гидрометеоиздат, 1973. -190 с.

96. Prolss G.W., von Zahn U. Seasonal variation in the latitudinal structure of atmospheric disturbances //J. Geophys. Res.-1977. -Vol.82, N 35.-P.5629-5632.

97. Prolss G.W., von Zahn U. Magnetic storm associated changes in neutral composition of the atmosphere at mid-latitudes observed by the ESRO 4 gas analyser // Space Res.-1974.-Vol.14.-P.157-161.

98. Prolss G.W., von Zahn U. ESRO 4 gas analyzer results. 2. Direct measurements of changes in the neutral composition during an ionospheric storm //J. Geophys. Res.-1974.-Vol.79, N 16. -P.2535-2539.

99. Prolss G.W. On explaining the negative phase of ionospheric storms // Planet. Spase Sci.-1976.-Vol.24, N 6.-P.607-609.

100. Prolss G.W., von Zahn U. On the global morphology of negative ionosoheric storms // Space Res.-1977.-VoL17.-P.433-438.

101. Cole K.D. A source of energy for the ionosphere // Nature.-1962.-Vol.194, N 4823.-P.75-81.

102. Sinha A.K., Chandra S. Seasonal and magnetic storm related changes in the thermosphere induced by eddy mixing //J. Atmos. Terr. Phys. -1974.-Vol.36, N 11.-P.2055-2066.135

103. Blum P.W., Wulf-Mathies С., Trinks H. Interpretation of local termospheric disturbances of composition observed by ESRO 4 in the polar region // Space Res.-1975.-Vol.l5.-P.209-214.

104. Mayr H.G., Harris I., Spencer N.W. Some properties of upper atmosphere dynamics // Rev. Geophys. Space Phys.-1978.-Vol.16. N 4.-P.539-565.

105. Potter W.E., Kayser D.G., Nier A.O. Termospheric wariations as an indicator of magnetic storm heating and circulation // Space Res.-1979.-Vol.l9.-P.259-262.

106. Mayr H.G., Harris I. Variations in eddy diffusion and associated transport processes // Geophys. Res. Letts.-1977.-Vol.4, N 1,-P.25-28.

107. Rees M.H. Magnetospheric substorm energy dissipation in the atmosfere // Planet. Space Sci.-1975.-Vol.23, N 12.-P.1589-1596.

108. Бэнкс П.М. Источники энергии в высокоширотной верхней атмосфере / Полярная верхняя атмосфера. -М.: Мир, 1983. -С.121-133.

109. Волланд X. Динамика термосферы в спокойных и возмущенных условиях / Полярная верхняя атмосфера. -М.: Мир, 1983. -С.27-38.

110. Rishbeth Н. F-region storms and thermospheric circulation //J. Atmos. Terr. Phys.-1975.-Vol.37, N 6/7.-P.1055-1064.

111. Obayashi T. World-wide electron density changes and associated thermospheric winds during an ionospheric storm // Planet.Space Sci. -1972.-Vol.20, N 4.-P.511-520.

112. Duncan R.A. F-region seasonal and magnetic-storm behavior // J. Atmos. Terr. Phys.-1969.-Vol.31, N 1.-P.59-70.

113. Hays P.B., Jones R.A., Rees M.H. Auroral heating and the composition of the neutral atmosphere // Planet. Spase Sci.-1973.-Vol.21, N 4. -P.559-573.

114. Prolss G.W. Magnetic storm associated perturbation of the upper atmosphere: Recent results obtained by satellite borne gas136analyzers // Rev. Geophys. Space Phys.-1980.-Vol.18, N 1.-P.183-202.

115. Prolss G.W., Roemer M. Some properties of the polar energy source and of the associated atmospheric perturbations // Adv. Space Res.-1985.-Vol.5, N 7.-P.193-202.

116. Серебряков Б.Е. Исследования процессов в термосфере во время магнитных возмущений // Геомагнетизм и аэрономия.-1982.-Т.22, N5.-С.776-781.

117. Серебряков Б.Е. О роли циркуляции в образовании утренне-вечерней асимметрии термосферных возмущений // Геомагнетизм и аэрономия. -1983.-Т.23, N2.-C.332-334.

118. Evans J.V. The June 1965 magnetic storm: Millstone Hill observation //J. Atoms. Terr. Phys.-1970.-Vol.32, N 10.-P.1629-1640.

119. Evans J.V. The cause of storm-time increases of the F-layer at mid latitudes //J. Atmos. Terr. Phys.-1973.-Vol.35, N 4.-P.593-616.

120. Lanzerotti L.J., Cogger L.L., Mendillo M. Latitude dependence of ionosphere total electron content: Observations during sudden commencement storms // J. Geophys. Res.-1975.-Vol.80, N 10. -P.1287-1306.

121. Mendillo M., Baumgardner J., AaronsJ., Foster J., Klobuchar J. Coordinated optical and radio studies of ionospheric disturbances: Initial results from Millstone Hill // Ann.Geophys., Ser.A.-1987. -Vol.5, N 6.-P.543-550.

122. Mendillo M., Klobuchar J.A. Investigations of the ionospheric F region using multistation total electron content observations //J. Geophys. Res.-1975.-Vol.80, N 4.-P.643-650.

123. Jones K.L. Wind, electric field and composition perturbations of the mid latitude F-region during magnetic storms //J. Atmos. Terr. Phys.-1973.-Vol.35, N 8.-P.1515-1527.

124. Blanc M., Amayene P., Bauer P., Taieb C. Electric field induced drifts from the French inoerent scatter facility //J. Geophys. Res.-1977.-Vol.82, N 1.-P.87-97.137

125. Yeh H.-C., Foster J.C., Rich F.J., Swider W. Storm time electric field penetration observed at mid-latitude //J. Geophys. Res.-1991,-Vol.96, N 4.-P.5707-5721.

126. Jones K.L. Electro dynamic drift effects in midlatitude F-region storm phenomena // J. Atmos. Terr. Phys.-1971 .-Vol.33, N 9.-P.1311-1319

127. Зевакина P.А., Намгаладзе А.А., Смертин B.M. Интерпретация положительных возмущений области F2 // Геомагнетизм и аэрономия -1978.-Т.18, N6. -С.1040-1044.

128. Davis M.J., Da Rosa A.V. Traveling ionospheric disturbances originating in the auroral oval during polar substorm // J. Geophys. Res.-1969.-Vol.74, N 24.-P.5721-5735.

129. Testud J., Amayenc P., Blanc M. Middle and low latitude effects of auroral disturbances from incoherent scatter //J. Atmos. Terr. Phys.-1975.-Vol.37, N 6-7.-P.989-1009.

130. Richmond A.D. The nature of gravity wave ducting in the thermosphere //J. Geophys. Res.-1978.-Vol.83, N 4.-P.1385-1389.

131. Prolss G.W., Jung M.J. Travelling atmospheric disturbances as a possible explanation for daytime positiv storm effects of moderate duration at middle latitudes // J. Atmos. Terr. Phys.-1978.-Vol.40, N 12.-P.1351-1354.

132. Hunsucker R.D. Atmospheric gravity waves generated in the high latitude ionosphere: A review // Rev. Geophys.-1982.-Vol.20, N 2. -P.293-315.

133. Miller N.J., Grebowsky J.M., Mayr H.G., Harris I. Flayer positive response to a geomagnetic storm: June 1972 //J. Geophys. Res.-1979.-Vol.84, N 11.-P.6493-6500.

134. Данилов А.Д., Дачев Ц., Кутиев И., Велик Л.Д. Связь положительной фазы ионосферной бури с циркуляцией и составом полярной термосферы. 1.Анализ долготных вариаций нейтрального состава // Геомагнетизм и аэрономия.-1989.-Т.29, N5.-С.852-854.138

135. Данилов А.Д., Велик Л.Д. Ионосферные бури как проявление связи ионосферы с магнитосферой и термосферой // Ионосфера.-1991. -N1. -С.5-16.

136. Schunk R.W. A mathematical model of the middle and high latitude ionosphere // Pure Appl. Geophys.-1988.-Vol.127, N 2/3.-P.255-303.

137. Sojka J.J. Global scale, physical models of the F region ionosphere // Reviews of Geophysics.-1989.-Vol.27, N 3.-P.371-403.

138. Wu J., Taieb C. High-latitude model // Solar-Terrestrial Energy Program: Handbook of Ionospheric Models.-1996. -August. -P.123-132.

139. Уваров B.M., Барашков П.Д., Захарова А.П. Модель полярной ионосферы с учетом влияния межпланетной среды. 1. Эффект азимутальной компоненты ММП // Геомагнетизм и аэрономия.-1992.-Т.32, N3. -С.70-77.

140. Колесник А.Г., Голиков И.А. Трехмерная модель высокоширотной области F с учетом несовпадения географических и геомагнитных координат // Геомагнетизм и аэрономия.-1982.-Т.22, N5.-С.725-731.

141. Колесник А.Г., Голиков И.А., Чернышев В.И. Математическое моделирование ионосферы. -Томск: МГП "РАСКО", 1993. -240 с.139

142. Maurits S.A., Wat kins B.J. UAF eulerian model of the polar ionosphere // Solar-Terrestrial Energy Program: Handbook of Ionospheric Models. -1996. -August. -P.95-122.

143. Roble R.G., Ridley E.C., Richmond A.D., Richmond R.E. A coupled thermosphere and ionosphere general circulation model // Geophys. Res. Lett. 1988.-Vol.15, N 12.-P.1325-1328.

144. Roble R.G. The NCAR thermosphere ionosphere - mesosphere - electrodynamics general circulation model (TIME - GCM) // Solar-Terrestrial Energy Program: Handbook of Ionospheric Models. -1996. -August.-P.281-288.

145. Кринберг И.А., Тащилин А.В. Ионосфера и плазмосфера. -М.: Наука, 1984. -189 с.

146. Anderson D.N., Decker D.T., Valladares С.Е. Global theoretical ionospheric model (GTIM) // Solar-Terrestrial Energy Progran: Handbook of Ionosperic Models.-1996. August .-P. 133-152.

147. Schunk R.W., Sojka J.J. USU model of the global ionosphere // Solar-Terrestrial Energy Program: Handbook of Ionospheric Models. -1996. -August. -P.153-172.

148. Strobel D.F., McElroy M.B. The F2-layer at middle latitudes //Planet. Space Sci.-1970.-Vol.18, N 8.-P.1181-1202.

149. Blelly P.L., Robineau A., Lummerzheim D., Lilensten J. 8 -Moment fluid models of the terrestrial high latitude ionosphere between 100 and 3000 km // Solar Terrestrial Energy Program: Handbook of Ionospheric Models. -1996. August.-P.53-72.

150. Fuller-Rowell T.J., Rees D., Quegan S. et al. A coupled thermosphere ionosphere model (CTIM) // Solar-Terrestrial Energy Program: Handbook of Ionospheric Models. -1996. August.-P.217-238.

151. Schunk R.W., Sojka J.J., Bowline M.D. Theoretical study of the electron temperature in the high-latitude ionosphere for solar maximum and winter conditions //J. Geophys. Res.-1986.-Vol.91, N 11.-P.12041-12054.140

152. Мингалева Г.И., Мингалев B.C., Кривилев В.Н. О важности учета втекающих тепловых потоков при математическом моделировании полярной ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. -1991. -Т.31, N3.-C.545-549.

153. Мингалев B.C. О проблеме граничных условий при численном моделировании поведения ионосферной плазмы // Моделирование физико-химических процессов в полярной ионосфере. -Апатиты: КФАН СССР, 1986. -С.105-113.

154. Мингалева Г.И., Мингалев B.C., Кривилев В.Н. Влияние тепловых потоков заряженных частиц на пространственную структуру полярной ионосферы // Геомагнетизм и аэрономия.-1993.-Т.ЗЗ, N2.-C.99-105.

155. Richards P.G., Torr D.G. The field line interhemispheric plasma model //Solar-Terrestrial Energy Program: Handbook of Ionospheric Models. -1996. -August. -P.207-216.

156. Millward G.H., Moffett R.J., Quegan S., Fuller-Rowell T.J. A coupled thermosphere ionosfere - plasmosphere model (CTIP) // Solar-Terresrial Energy Program: Handbook of Ionospheric Models.-1996. -August.-P.239-280.

157. Намгаладзе А.А., Кореньков Ю.Н., Клименко В.В. и др. Глобальная численная модель термосферы, ионосферы и протоно-сферы Земли // Геомагнетизм и аэрономия.-1990.-Т.30, N4.-С.612-619.

158. Craven J.D., Frank L.A. Latitudinal motions of the aurora during substorms // J. Geophys. Res.-1987.-Vol.92, N 5.-P.4565-4573.

159. Sojka J.J., Schunk R.W., Bowline M.D. Driving a physical ionospheric model with magnetospheric MHD model // J. Geophys. Res.-1997.-Vol.102, N 10.-P.22209-22220.

160. Fedder J.A., Lyon J.G. The Earth's magnetosphere is 165 Re long: Self-consistent currents, convection, magnetospheric structure, and processes for northward interplanetary magnetic field //J. Geophys. Res.-1995.-Vol.100, N 3.-P.3623-3635.141

161. Hedin A.E. MSIS-86 thermospheric model // J. Geophys. Res.-1987. -Vol.92, N 5.-P.4649-4662.

162. Hedin A.E., Biondi M.A., Burnside R.G. et al. Revised global model of thermosphere winds using satellite and ground-based observation // J.Geophys. Res.-1991.-Vol.96, N 5. -P.7657-7688.

163. Tashchilin A.V., Romanova E.B. UT-control effects in the latitudinal structure of the ion composition of the topside ionosphere //J. Atmos. Terr. Phys.-1995.-Vol.57, N 12.-P.1497-1502.

164. Heppner J.P. Electric field variations during substorm: OGO-6 measurements // Planet. Space Sci.-1972.-Vol.20, N 9.-P.1475-1498.

165. Sojka J.J., Schunk R.W. Teoretical study of the seasonal behavior of the global ionosphere at solar maximum //J. Geophys. Res.-1989.-Vol.94, N 6.-P.6739-6750.

166. Fuller-Rowell T.J., Rees D., Quegan S., Moffett R.J. Numerical simulations of the sub-auroral F-region trough //J. Atmos. Terr. Phys.-1991.-Vol.53, N 6/7.-P.529-540.

167. Тащилин А.В., Кокорина E.B. Сравнение механизмов формирования ионосферного провала в геомагнитно-спокойных условиях //16 Всесоюзная конференция по распространению радиоволн. Харьков, октябрь 1990: Тез. докл. -Харьков, 1990. -С.42-43.

168. Mayr H.G., Grebowsky J.M., Taylor Н.A. Study of the thermal plasma on closed field lines outside the plasmosphere //Planet. Space Sci.-1970.-Vol.18, N 8.-Р.1123-И35.

169. Banks P.M., Nagy A.F., Axford W.I. Dynamical behavior of the thermal protons in the min-latitude ionosphere and142magnetosphere // Planet. Space Sci.-1971.-Vol.19, N 9.-P.1053-1067.

170. Krinberg I.A., Tashchilin A.V. Refilling of geomagnetic force tubes with a thermal plasma after magnetic disturbance // Ann. Geophys. 1982.-Vol.38, N 1.-P.25-32.

171. Schunk R.W., Banks P.M. Auroral N2 vibrational exitation and the electron density trough // Geophys. Res. Lett.-1975.-Vol.2, N 2.-P.239-242.

172. St.-Maurice J.P., Torr D.G. Nonthermal rate coefficients in the ionosphere: The reaction of 0+ with N2, О2 end NO Jj J. Geophys. Res.-1978.-Vol.83, N 2.-P.969-977.

173. Pavlov A.V. The role of vibrationally exited nitrogen in the formation of the mid-latitude ionisation trough // Ann. Geophys.-1993.-Vol.49, N 11.-P.479-484.

174. Мингалева Г.И., Мингалев B.C., Кривилев В.Н. О причине повышения электронной температуры в главном ионосферном провале на уровне F-слоя // Геомагнетизм и аэрономия.-1990.-Т.ЗО, N 1.-С.153-157.

175. Мингалева Г.И., Мингалев B.C. Проявление эффекта повышения электронной температуры в главном ионосферном провале за счет внутренних процессов в разные сезоны // Геомагнетизм и аэрономия.-1992.-Т.32, N 2.-С.83-87.

176. Sojka J.J., Schunk R.W. Simulation of high latitude climatology //J. Atmos. Solar-Terr. Phys.-1997.-Vol.59, N 2.-P.207-229.

177. Sojka J.J., Schunk R.W. A theoretical study of the high-latitude F region's response to magnetospheric storm inputs //J. Geophys. Res.-1983.-Vol.88, N 3.-P.2112-2122.143

178. Sojka J.J., Schunk R.W. A theoretical F region study of ion compositional and temperature variations in response to magnetospheric storm inputs //J. Geophys. Res.-1984.-Vol.89, N 4.-P.2348-2358.

179. Fuller-Rowell T.J., Codrescu M.V., Rishbeth H., Moffett R.J., Quegan S. On the seasonal responce of the thermosphere and ionosphere to geomagnetic storms // J. Geophys. Res.-1996.-Vol.101, N A2.-P.2343-2353.

180. Fuller-Rowell T.J., Codrescu M.V., Moffett R.J., Quegan S. Responce of the thermosphere and ionosfere to geomagnetic storms //J. Geophys. Res.-1994.-Vol.99, N 3.-P.3893-3914.

181. Сергеев В.А., Цыганенко H.A. Магнитосфера Земли. -M.:Наука, 1980. -174 с.

182. Quegan S., Bailey G.J., Moffett R.J., Wilkinson L.C. Universal time effects on plasma convection in the geomagnetic frame //J. Atmos. Terr. Phys.-1986.-Vol.48, N 1.-P.25-40.

183. Dragt A.J. Effect of hydromagnetic waves on the lifetime of Van Allen radiation photons // J.Geophys.Res.-1961.-Vol.66, N 6. -P.1641-1649.

184. Kendall P.C. Geomagnetic control of diffusion in the F2-region of the ionosphere. 1. The form of the diffusion operator // J.Atmos.Terr.Phys.-1962.-Vol.24, N 9.-P.805-811.

185. Sojka J.J., Raitt W.J.,Schunk R.W. Effect of displaced geomagnetic and geographic poles on high-latitude plasma convection and ionospheric depletions //J. Geophys. Res.-1979.-Vol.84, N 10.-P.5943-5951.

186. Барашков П.Д., Уваров B.M., Захарова А.П. Модель конвекции в полярной ионосфере для различных уровней геомагнитной возмущеннности: Препр. -Якутск: Изд-во ЯФ СО АН СССР, 1988. -9 с.

187. Hones E.W., Bergeson J.E. Electric field generated by a rotating magnetized sphere // J. Geophys. Res.-1965.-Vol.70, N 19.-P.4951-4958.144

188. Климов Н.Н., Кринберг И.А. Частоты столкновений электронов и ионов с нейтральными частицами в атмосфере Земли // Исследования по геомагн., аэрономии и физике Солнца. -М.:Наука, 1970.-Вып.7.-С.З-12.

189. Тащилин А.В., Кокорина Е.Б. Учет коротации в моделях высокоширотной ионосферы // Исследования по геомагн., аэрономии и физике Солнца. -М.:Наука, 1989. -Вып.88. -С.120-126.

190. Schunk R.W. The terrestrial ionosphere. Solar-Terrestrial Phys. // D.Reirel, Dordrecht.-1983.-P.609-676.

191. Torr D.G., Torr M.R. Chemistry of the thermosphere andjionosphere // J. Atmos. Terr. Phys.-1979.-Vol.41, N 7-8.-P.797-839.

192. Schunk R.W., Nagy A.F. Electron temperatures in the F-region of the ionosphere: Theory and observations // Revs. Geophys. Space Phys.-1978. -Vol.16, N 2.-P.355-399.

193. Bailey G.J. The effect of a meridional E x В drift on the thermal plasma at L=1.4 // Planet. Space. Sci.-1983. -Vol.31, N 4.-P.389-409.

194. Кринберг И.А. Кинетика электронов в ионосфере и плазмо-сфере Земли. -М.: Наука, 1978. -215 с.

195. Kohl H., King J.W. Atmospheric winds between 100 and 700 km and their effects on the ionosphere //J. Atmos. Terr. Phys.-1967.-Vol.29, N 9.-P.1045-1062.

196. Jones R.A., Rees M.N. Time dependent studies of the aurora. 1. Ion density and composition // Planet. Space Sci.-1973. -Vol.21, N 4.-P.537-557.145

197. Лазарев В.И. Поглощение энергии электронного пучка в верхней атмсофере // Геомагнетизм и аэрономия.-1967.-Т.7, N 2.-С.278-283.

198. Кутимская М.А., Поляков В.М., Климов Н.Н. и др. Динамическая модель взаимодействия области F ионосферы и плазмо-сферы // Геомагнетизм и аэрономия.-1973.-Т.13, N 1.-С.41-46.

199. Коен М.А. Моделирование ионосферы в прикладных задачах геофизики. -Иркутск: ИГУ, 1983. -278 с.

200. Bailey G.J. Numerical studies of coupled time-dependent diffusion equations for the Earth's upper atmosphere: A method employing a self-diffusion coefficient //J. Comput. Phus.-1980.-Vol.37, N 3. -P.422-440.

201. Поляков B.M., Попов Г.В., Коен М.А., Хазанов Г.В. Математическая модель динамики и энергетики плазменных компонент ионосферы и плазмосферы // Исслед. по геомагн.,аэрономии и физ. Солнца. -М.:Наука, 1975.-Вып.ЗЗ. -С.3-16.

202. Mayr H.G., Fontheim E.G., Brace L.H. et al. A theoretical model of the ionospheric dynamic with interhemispheric coupling //J. Atmos. Terr. Phys.-1972.-Vol.34, N 10.-P.1659-1680.

203. Krinberg I.A., Tashchilin A.V. The influence of the ionosphere-plasmasphere coupling upon the latitude variations of ionospheric parameters // Ann. Geophys.-1980.-Vol.36, N 4.-P.537-548.

204. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. -М.: Наука, 1971. -552 с.

205. Heppner J.P. Polar cap electric field distribution to the interplanetary magnetic field direction //J. Geophys. Res. -1972.-Vol.77, N 25.-P.4877-4887.

206. Volland H. Models of the global electric fields within the magnetosphere // Ann. Geophys.-1975.-Vol.31, N 1.-P.159-173.

207. Heelis R.A., Lowell J.K., Spiro R.W. A model of the high latitude ionospheric convection pattern //J. Geophys. Res. -1982.-Vol.87, N A8.-P.6339-6345.146

208. Soika J.J., Rasmussen C.E., Schunk R.W. An interplanetary magnetic field dependent model of the ionospheric convection electric field //J. Geophys. Res.-1986.-Vol.91, N 10.-P.11281-11290.

209. Heppner J.P., Maynard N.C. Empirical high-latitude electric field models // J. Geophys. Res,-1987. -Vol.92, N 5.-P.4467-4489.

210. Volland H. A model of the magnetosheric electric convection field //J. Geophys. Res.-1978.-Vol.83, N 6.-P.2695-2699.

211. Rich F.J., Maynard N.C. Consequences of using simple analytical functions for the high-latitude convection electric field // J. Geophys. Res.-1989.-Vol.94, N 4.-P.3687-3701.

212. Уваров B.M., Барашков П.Д. Типы распределения электрических полей и соответствующие им типы конвекции в полярной ионосфере. Модель // Геомагнетизм и аэрономия.-1989.-Т.29, N 4.-С.621-628.

213. Hairston M.R., Heelis R.A. Model of the high-latitude ionospheric convection pattern during south ward interplanetary magnetic field using DE 2 data // J. Geophys. Res.-1990. -Vol.95, N 3.-P.2333-2343.

214. Weimer D.R. Models of high-latitude electric potentials derived with a least error fit of spherical harmonic coefficients // J.Geophys. Res.-1995.-Vol.100, N A10.-P.19595-19607.

215. Burch J.L., Reiff P.H., Menietti J.D., et al. ZMF By-dependent plasma flow and birkeland currents in the dayside magnetosphere. 1. Dynamics Explorer observations // J. Geophys. Res.-1985.-Vol.90, N 2.-P.1577-1593.

216. Spiro R.W., Reiff P.H., Maher L.J. Precipitating electron energy flux and auroral zone conductances an empirical model // J. Geophys. Res.-1982.-Vol.87, N 10.-P.8215-8227.

217. Hardy D.A., Gussenhoven M.S., Holeman E.A. A statistical model of auroral electron precipitation //J. Geophys. Res. -1985.-Vol.90, N 5.-P.4229-4248.147

218. Hardy D.A., Gussenhoven M.S., Raistrick R., McNeil W.J. Statistical and functional representation of the pattern of auroral energy flux, number flux, and conductivity //J. Geophys. Res.-1987.-Vol.92, N 11.-P.12275-12294.

219. Fuller-Rowell T.J., Evans D.S. Heigh-integrated Pedersen and Hall condactivity patterns interred from the TIROS-NOAA satellite data //J. Geophys. Res.-1987.-Vol.92, N 7.-P. 7606-7618.

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

221. Можаев A.M., Осипов Н.К. Структура полярной ионосферы и конвекция магнитосферной плазмы за плазмопаузой // Геомагнетизм и аэрономия.-1977.-Т.17, N 2.-С.273-279.

222. Sojka J.J., Schunk R.W., Craven J.D., Frank L.A., Sharber J., Winningham J.D. Modeled F region response to auroral dynamics based upon Dynamics Explorer auroral observations // J. Geophys. Res. -1989.-Vol.94, N 7.-P.8993-9008.

223. Banks P.M., Kockarts G. Aeronomy (part B). -New-York: Academic Press, 1973. -335 p.

224. Rodger A.S., Moffett R.J., Quegan S. The role of ion drift in the formation of ionisation troughs in the mid- and high- latitude ionosphere a review // J. Atmos. Terr. Phys.-1992.-Vol.54, N 1.-P.1-30.

225. Mishin V.M. The magnetogram inversion technique and some application // Space Sci. Rev.-1990.-Vol.51, N 1.-P.83-95.

226. McPherron R.L., Manka R.H. Dynamics of the 1054 UT March 22, 1979, substorm event: CDAW 6 // J. Geophys. Res.-1985.-Vol.90, N 2.-P.1175-1190.

227. Tsurutani B.T., Slavin J.A., Kamide Y. et al. Coupling between the solar wind and the magnetosphere: CDAW 6 // J. Geophys. Res.-1985.-Vol.90, N 2.-P.1191-1200.

228. Robinson R.M., Vondark R.R., Miller K. et al. On calculating ionospheric conductances from the flux and energy of precipitating electrons //J. Geophys. Res.-1987.-Vol.92, N3.-P.2565-2569.148

229. Buonsanto M.J., Foster J.C. Effects of magnetospheric electric field and neutral winds on the low-middle latitude ionosphere during the March 20-21, 1990, storm //J. Geophys. Res.-199j3.-Vol.98, N 11.-P.19133-19140.