Процессы формирования тонкой структуры F-области полярной ионосферы тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

\f\sUtrn, ^ ГОУГГ

Г

е.ол,9о с?

л^гыгс^а академия наук ссср

* ' институт зшного магнетизма, ионоомры и распространим радиоволн

/4

На правах рукописи УДК 550.388

ГЕЛЬБЕРГ Михаил Германович

ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКОЙ СТРУЮТРЫ Г-0БЛА.СТЛ ПОЛЯРНОЙ ИОНОСФЕРЫ

01.04.03 - Радиофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва - 1990

Работа выполнена в Институте космофизических исследований и аэрономии.

Официальные оппоненты: доктор физ.-мат.наук, профессор Л.М.Ерухимов г.Горький

доктор физ.-мат.наук

Я.И.Фельдштейн

г.Москва

доктор физ.-мат.наук В.И.Петвиашвилли г. Москва

Ведущая организация: Ленинградский государственный университет

Защита диссертации состоится 1990 г.

в час. мин. на заседании Специализированного совета Д.002,83.01 при ИЗШРАН - 142092, г.Троицк Московской области (проезд автобусом № 531 от станции метре "Теплый стан" до остановки "ИЗМИРАН").

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЗМИРАН. Автореферат разослан 1990 г.

Учёный секретарь Специализированного совета, кандидат физ.-шг-.наук

I. ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация посвящена теоретическому и экспериментальному исследования процессов образования и эволюции неоднородностей в Р-области высокоширотной ионосферы. -

Актуальность проблемы. Неоднородности Г-области высокоширотной ионосферы с масштабами от сотен километров до десятков метров являются следствием и отображением физических процессов магнитосфзрно-ионосферного взаимодействия и результатом воздействия процессов в никней ионосфере и атмосфере на верхние Слои. Дня расшифровки отображений этих процессов на ионосферном экране важно знать причини, вызывающие изменения характеристик тонкой структуры ионосферной плазмы. Поэтому изучение механизмов образования неоднородностей ионосферы является одним из важных направлений в исследовании диссипации энергии магнито-сферных и атмосферных возмущений на ионосферных высотах.

Наличие в ионосферной плазме неоднородностей концентрации различных масштабов существенным образом меняет условия распространения через ионосферу радиоволн КВ и УКВ диайазонов. Случайные вариации параметров высокоширотной ионосферы, вызванные неоднородностями, в некоторых случаях превосходят регулярные изменения "средних" значений этих параметров. Поэтому для прогнозирования условий распространения радиоволн в высоких широтах наряду с моделями регулярна изменений в ионосфере необходимы модели пространственно-временного распределения неоднородностей ионосферной плазмы. Эмпирические модели неоднородностей решают эту задачу только в первом приближении. Из-за ограниченности методов эмпирического моделирования статистические модели неоднородной структуры ионосферы должны быть дополнены физическими моделями.

Общие подходы к построению физических моделей тонкой структуры высокоширотной ионосферы пока не разработаны, хотя . численное моделирование образования ионосферных неоднородностей за счет конкретных механизмов проводилось неоднократно. Нами был предложен подход к построению физической модели спектра неоднородностей в F-области высокоширотной ионосфере, позволяющей учитывать>различные причины и источники образования тонкой структуры. Оценки времени появления и распада неоднородностей и скорости их-переноса высокоширотной конвекцией показали, что неоднородности могут переноситься от места юс образования на расстояния, сравнимые с длиной траекторий высокоширотной конвекции ионосферной плазмы. Поэтому представлялось перспективным развитие идеи Кнудсена о .моделировании пространственно-временного распределения плазмы вдоль линий конвекции.

Идея подхода к построению модели неоднородной структуры F-области высокоширотной ионосферы для неоднородностей с масштабами менее 150 км поперек линий конвекции состоит в следующем. Для слоя плазмы толщиной L г (такой, что лп/п в первом приближении ист о считать не зависящим от высоты л ) и шириной * 300 км решается система уравнений, описывающих изменение вдоль линий конвекции средней по поперечному сечению концентрации плазмы По (s> и амплитуд Пк (s^t) спектрального разлокения Д/7 ($,ptt) по гармоникам exp(ikp)

(I)

tn>(s.t) + А_Пк($Л)У( Sj = £akJ(s,i)-Z6Me(s.4

j

где 3 ,р - координаты вдоль и поперек линий конвекции,

- скорость дрейфа плазмы, С*5. t J — функция моирюс-ти ^ -ого источника неоднородностей, (Ьие(5,Ь)- функция £-го механизма диссипации неоднородностей масштаба к .

В качестве граничных условий для функций /7, (%) и Пг (5, Ь ) предложено использовать условия периодичности

■ па(ъ - п,(&)

С2)

ь) = пк (ВЛ),

где - длина т -ой линии конвекции. Начальные условия для Пк (ь, Ь ) для данной модели не имеют принципиального значения и могут быть заданы равномерным по в' и степенным по ^ спектром малой интенсивности.

Для реализации предложенного подхода необходимо для каждого из механизмов образования и диссипации неоднородностей представить функции и 5к1 в явном' виде и задать пространственно-временное распределение источников. Локальные источники неоднородной структуры ограничены в пространстве и "во"'"' времени. Их появление описывается скорее стохастическими, чем детерминированными законами. К сожалению, характерные времена действия, моменты "включения" и "выключения" источников и их пространственная локализация изучены пока недостаточно. Этот . вопрос требует дополнительных экспериментальных исследований.

Для вывода функций источников и диссипации, соответствующих различным механизмам образования и распада неоднородностей и для решения задач диагностики состояния магнитосферно-ионос-ферной системы на высоких широтах по наблюдениям тонкой структуры ионосферного экрана необходимо выяснить основные процес-. сы, определяющие появление неоднородностей Р-области различных

масштабов и на разных высотах. Состояние исследований в этой области позволило выделить такую последовательность в решении поставленной задачи: процессы образования крупномасштабных не-однородшостей (5-150 км) причины появления мелкомасштабных возмуцений концентрации плазмы на разных высотах области Р, нелинейное взаимодействие низкочастотных волн в ионосферной плазме как механизм формирования спектров мелкомасштабных не-однородаостей. Диссертация посвящена исследованию этой цепочки явлений.

Актуальность проблемы подчеркивается прогрессом в промышленном освоении северных регионов страны и развитием средств космической радиосвязи, а также развертыванием в авро-ральной зоне экспериментальных работ по_ активным воздействиям на магнитосферно-ионосферную систему, требующих оперативной диагностики состояния фоновой среды.

Целью работы являлось исследование физических процессов образования неоднородностей Р-области высокоширотной ионосферы, их связи с процессами в иагнитосферно-ионосферной системе . и б атмосфере и на этой основе объяснение морфологии тонкой структуры верхней ионосферы высоких широт.

Для решения поставленной задачи разработаны новые механизмы образования неоднородностей в Р-области высоких широт у\ показана возможность нарастания слабоанизотропных мелкомасштабных возмущений концентрации в ионосферной плазме, разработаны основы нелинейной теории низкочастотной неустойчивости столк-новительной магнитоактизной плазмы, поставлены и реализованы экспериментальные наблюдения, подтвердившие возмокность диагностики состояния магнитосферно-ионосферной системы по изменениям тонкой структуры ионосферной плазмы. •

Новизна работы. Традиционно ионосферную плазму рассматривали как некий фон, на который воздействуют процессы, формирующие неоднородности концентрации.

1. В диссертации разработана концепция: образование неод-нородностей ионосферной плазмы обусловлено теми не процесса;.™, которые формируют регулярную ионосферу. Эти процессы часто бывают неустойчивыми, допускают пространственное расслоение, что ведет к появлению неоднородностей. Эта концепция впервые позволила объяснить нарастание в линейном приближении амплитуды мелкомасштабных неоднородностей в Р-области с относительно малой продольной анизотропией 1 Поперечньй ток в ионосферной плазме вызывает рост низкочастотных электростатических волн. Изменение с высотой скорости рекомбинации и тензора диффузии определяет как высотный' профиль регулярной ионосферы, так и профиль амплитуды растущей волны (продольный разрез неоднородностей).

2. Предложен подход к численному моделирования спектров неоднородностей концентрации в Г-области ионосферы, продуцируй емых различными механизмами. Реализация этого подхода требует исследования механизмов образования неоднородностей различных масштабов и пространственно-временного распределения соответствующих им источников свободной энергии. Разработаны новые механизмы образования крупномасштабных неоднородностей ионосферной плазмы и гас последовательного дробления на неоднородности более мелких масштабов. Получены явные выражения для функций мощности источников неоднородностей. Предложены и рассмотрены механизмы образования неоднородностей во внешней ионосфере.

3. Показана возможность нелинейной стабилизации низкочас-

тотных неустойчивосгей в Г-области ионосферы. Численным моделированием нелинейного взаимодействия системы растущих и затухающих в линейном приближении волн исследована динамика формирования и распада спектрс^ мелкомасштабных неоднородностей ионосферной плазмы при "включении" и "выключении" источников свободной энергии

Исследована возможность развития в ионосфере токово-градиентных неустойчивосгей ионосферной плазмы, обуславливающих взаимосвязь крупномасштабных и мелкомасштабных неоднородностей. Показана возможность использования наблюдений тонкой структуры ионосферы для диагностики состояния магнитосферно--ионосферной системы. ■■

Научная и практическая ценность работы определяется тем, что в ней , становлены взаимосвязи между процессами пространственного расслоения ионосферной плазмы и процессами магнито-сферно-ионосферно-атмосферного взаимодействия, определяющих структуру и динамику регулярной ионосферы высоких широт. Решение этой задачи создает основу как для разработки методов . анализа процессов магнитосферно-ионосферного взаимодействия по наблюдениям изменений неоднородной структуры на ионосферном экране, так и для разработки методов построения физических моделей неоднородностей высокоширотной ионосферы.

Анализ процессов нелинейного взаимодействия и энергобаланса низкочастотных волн в столкновительной магнитоактивной плазме является важным вкладом в области нелинейной электродинамики плазмы. Результаты, полученные в диссертации, найдут применение при решении целого ряда задач нелинейной эволюции неоднородностей в ионосфере и в газовых разрядах, в работах • по активным воздействиям на ионосферу.

Экспериментально установленный факт изменения параметров неоднородкостей Р-области ионосферы за 1-2 часа до наступления взрывной фазы суббури важен для краткосрочного прогнозирования условий распространения радиоволн КВ диапазона в высоких широтах. Этот результат был использован в прикладных исследованиях по разработке методов краткосрочного прогноза отказа систем связи по геофизическим условиям.

На защиту выносятся следующие научные результаты:

1. Установленные автором механизма образования крупномасштабных и мелкомасштабных неоднородкостей высокоширотной ионосферы.

2. Доказательство возможности развития в Р-области высокоширотной ионосферы токово-градиентных неустойчивостей и образования мелкомасштабных неоднородностей с относительно малой продольной анизотропией.

. 3. Теория трехволнового взаимодействия' низкочастбтных волн в столкновительной магнитоактишой плазме (ионосфере).

4. Результаты цикла экспериментальных исследований неоднородностей Р-области высокоширотной ионосферы.

Апробация работы. Основйые результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались в период 1976-1969 гг. на трех Международных и шестнадцати Всесоюзных и региональных семинарах и конференциях, а также на научных семинарах в ЛГУ, ААНШ, ИНГ, ПГИ, ИЗМИРАН ССР, ИГУ, ШН СССР, НИШ, ШША.

Личный вклад автора определяется тем, что большая часть теоретических исследований, вошедших в диссертацию, выполнена им самостоятельно. Вопросы трехволнового взаимодействия код и

численного моделирования спектров турбулентности разрабатывались совместно с аспирантом В.П.Федоровым. Вопросы по энергобалансу волн и плазмы и нелинейному взашло действию волн в Е-области ионосферы были выполнены совместно с А.В.Волосевич при ш ритетном участии соавторов.

В экспериментальных работах роль диссертанта на стадии формулировки целей и задач экспериментов и при интерпретации результатов была определяющей. Результаты экспериментальных исследований мелкомасштабных неоднородностей Р-области получены совместно с ведущим инженером В.А.Стариной и аспирантом С.К.Рябчуком, по крупномасштабным - совместно с сотрудниками Полярного геофизического щ:ст;:тута Н.Н.Волковым и Р,С.Кукушкин ой. ♦

Объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Она содержит 235 страниц машинописного текста, 28 рисунков, I таблицу. Список литературы включает 251 наименований.

П. СОДЕНЙНИЕ РАБОТЫ •

Во введении дана;краткая характеристика состояния исследований неоднородностей высокоширотной ионосферы и выделены основные проблемы этой области ионосферной физики. Сфърмулкрэ-ваны цзль работы, отражены актуальность и новизна исследования и полученных результатов. Кратко изложено содержание работы и сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу механизмов образования крупномасштабных неоднородностей в Р-области ионосферы высоких широт. Структурированные потоки энергичных электронов образуют крупномасштабные неоднородности в основном в нижней ионосфере»

На высотах более 120 км вклад процессов переноса в образование неоднородной структуры становится того асе порядка или выше, чем вклад фотохимических процессов. Температурная зависимость коэффициентов рекомбинации и возможность локального разогрева заряженных частиц также являются вам-гыми причинами появления крупномасштабных неоднородностей. Анизотропия проводимости ионосферной плазмы, асимметрия в соотношениях продольной и поперечной подвикностей ионов и электронов приводят к электродинамическому взаимодействию между слоями ионосферной плазмы по высоте и локальным изменениям вертикального распределения концентрации плазмы. При малых потоках высыпающихся энергичных частиц перераспределение плазмы является основной причиной образования крупномасштабных неоднородностей в ионосфере.

Известно, что в высоких широтах из-за большого наклонения геомагнитного поля В0 перераспределение плазмы акустико-гра-витационными волнами (АГВ) за счет увеличения ионов нейтральными молекулами менее эффективно, чем в среднеширотной ионосфере. -Однако в полярной ионосфере крупномасштабные неоднородности могут образоваться за счет пространственной модуляции акустико-гравитационными волнами величины частоты >Л п ион-нейтральных столкновений и, соответственно, подвижности и скорости движения ионов в однородном внешен электрическом поле.

По результатам измерений в 1974-1975 годах в Лопарской углов прихода радиоволн, отраженных от ионосферы при вертикальном зондировании и дрейфа ионосферной плазмы было показано, что неоднородности концентрации с горизонтальными размерами 10-100 км в нитей части F-области наблюдаются такке в магни-тоспокойные и слабовозмущенные периоды, когда пространственные изменения функции ионизации су малы. Области, формирующие от-

ращенный радиосигнал, наклонены в среднем под углами 3-5°.

В периоды геомагнитных возмущений структурированные потоки энергичных частиц образуют в низшей ионосфере локальные области (полосы, пятна) поваленной ионизации. Однако и в этом случае процессы переноса играют важную роль в образовании ионо-сфернк: неоднородностей. При больших внешних электрических полях из-за асимметрии продольной (вдоль геомагнитного поля) и поперечной (педерсеновской) подвижностей ионов и электронов ^ У*и ' ^и ' «/''р »соответственно, ** I»

г^ I) перенос плазмы изменяет высотный профиль

концентрации заряженных частиц. На нем может появиться второй максимум (образуется двухслойна ). Характерное время образования двухслойных структур порядка 100 с. Обдувание полосы повышенной чоняэации нейтральным ветром с переменным по высоте направлением приводит к образованию на"высотах области Е и И профилей концентрации с несколькими максимумами.

Электродинамическое взаимодействие Е и Г-областей ионосферы при наличии в первой крупномасштабных неоднородностей может привести к появлению неоднородностей того же масштаба на высотах до 200-250 км. На больших высотах перераспределение плазмы полями поляризации крупномасштабных структур в нижней ионосфере становится неэффективным из-за малости отношенИ1 • скорости движения ионов вдоль электрического поля к скорости дрейфа плазмы У^ . 1

На высотах 250-600 км локальные изменения концентрации могут произойти за счет ускоренной рекомбинации в узких полосах, где напрякенность электрических полей превосходит 80 мВ'м-*. Появление в высокоширотной ионосфере неоднородностей типа "капель" можно объяснить переносом плазш с дневной сто-

роны на ночную, При дрейфе плазмы через области нерегулярных нестационарных полей большой напряженности в ней за счет ускоренной рекомбинации образуются узкие полосы пониженной концентрации. При пересечении нескольких областей нерегулярных полей в плазме могут образоваться облака типа "капель".

Анализ механизмов образования крупномасштабных неоднород-ностей в Р-области ионосферы позволил представить в явном виде функции ( $ , t ) для конкретных источников" неоднородиостей

- структурированные потоки энергичных электронов:

где Ь ) - спектральная амплитуда функции ионизации;

- перераспределение плазш полями поляризации:

где сой1 , \>\п - гирочастота ионов и частота ион-нейтральных соударений, (з,t) - спектральная амплитуда поля поляризации;

■ - локальные источники тепла:

* Се ) ,

о.^съ.Ь) -

где с/к Э1р , р к - спектральные компоненты неоднородных скоростей рекомбинации и обменных реакций.

Вторая глава посвящена двум основным проблемам теории образования мелкомасштабных неоднородиостей в Р-области: объяснению сравнительно малой анизотропии неоднородиостей на высотах максимума области Р и механизмам образования мелкомасштабных неоднородиостей во внешней ионосфере.

Образование мелкомасштабных (0,1-3 км) неоднородиостей в области Р на высотах 400-500 км и кике связывают с развитием

низкочастотных неустойчивостей ионосферной плазмы. Плазма высокоширотной ионосферы оказывается неустойчивой к нарастанию . мелкомасштабных возмущений одновременно по многим причинам и, в первую очередь, из-за прютранственных градиентов параметров плазмы, обусловленных появлением крупномасштабных неоднородное гей.

Линейная теория неустойчивости ионосферной плазмы, разрабатываемая в локальном приближении, предсказывает значительную продольную анизотропно неоднородностей в Р-области: £)( ■ I 1' > [сОнеСОн1/ V.,, ] 1/г т^З-Ю3, где ¿и , ^ - харак- ' терные масштабы возмущений концентрации вдоль и поперек геомагнитного поля.' Возмущения с меньшей продольной анизотропией согласно теоретическим оценкам должны затухать из-за растекания возмущений ^оков и продольной диффузии. Косвенные измерения продольной анизотропии мелкомасштабных неоднородностей в Г-об-ласти дают оценки (¡¡: ^<10*% С ростом магнитной возмущеннос-ти отношение ■' уменьшается.

Электростатическая микротурбулентность ионосферной плазмы уменьшает продольную проводимость в ионосфере. Наличие в ионосфере микротурбулентности позволяет в рамках локального приб-ликения объяснить некоторое уменьшение продольной анизотропии неоднородностей. Однако для объяснения нарастания возмущений г отношением приходится предполагать резкое уменьше-

' л I л е

ние анизотропии тензоров подвижности и /л ионов и электронов за счет рассеяния заряженных'частиц на турбулентности плазмы.

Для плоских электростатических волн с волновыми векторами к соотношение между возмущением потенциала ф^ влектричес-' кого поля Е, - - Ухр и концентрации плазмы п< в линейном при-

ближении можно найти из "уравнения 01 и]. - О, где возмущение тока у равно

I в - ]• (3)

е - заряд протона, ^м -^/и0*у"-6 - ив ' Ко" ^е»

—»» А

Л0 - концентрация невозмущенной плазмы, 0/ Д, - средняя скорость движения и тензор диффузии заряженных частиц сорта с*., <Х - I, е - индекс электронов, ¿. - ионов. Для модулей амплитуд возмущений 1 '-Рк1 и 1, получим соотношение:

\(2 -(<1<К)/куЛ к' {4)

Положим, что геомагнитное поле вертикально и направлено по оси л , модуль относительной амплитуды' 1п,/11„! является функцией 2 , но более плавной, чем ехрЛ ^ а параметры плазмы не зависят от г . Тогда из выражения (4) следует, что высотный профиль (( повторяет высотную зависимость С',/'7»! Если параметры плазмы также плавно (по сравнению с е/р-О^я) )• меняются с высотой, то пропорциональность между I Ц>к (2 Л и |гГ, /II в I нарушается. При определенных высотных профилях \П,/пЛ зависимость /^,1 от н будет более плавной, чем функция I г7, /Г7„ |

Для реальной ионосферы минимальный характерный масштаб изменения параметров с высотой равен шкала высот Н нейтральной атмосферы. Для высот 200*500 юл величина Н„ - 30-60 юл, что много меньше продольных размеров мелкомасштабных неоднородностей, предсказанных линейной теориёй неустойчивостей. Поэтому в направлении оси 2 локальное приближение для неоднородной ионосферы неприемлемо. Приведенный выше пример показывает, что

в неоднородной ионосфере, не обязательно должна выполняться пропорциональность мекду высотным профилем 14>к| и 1пх/пе I

Мы положили, что вектор д ускорения свободного падения антшараллелен оси 'г , внешнее электрическое поле Е0 - горизонтально, крупномасштабный градиент = Ф£пПс в интервале 200-50 км не зависит от высоты и рассмотрели эволюцию малого возмужания концентрации в виде плоской неоднородной волны

/7^г^) • пк(г,Ь)ехр[1(^г -и>Ь)] _ (5)

с амплитудой П (г1Ь) зависящей от высоты, и волновым векто- , —»

ром к ортогональным геомагнитному полю. Оценки показали, что пря условиях

ь;н2„/е.ев«к:нгуге1«1. (6)

Н„?„Сп I Пк(г)/п^(г)\ <<1 (7)

где о^ =со.ы/!>и высотный профиль | | более плавный, чем \пк/ На\ и растеканием продольных токов мокно пренебречь. Изменение во времени амплитуды Ь) описывается уравне-

нием

где = ( Г + Те)/т. У1И

- скЕо(£* к-]/во к* - д . (9)

Подстановкой /7,. Ь) = (2,Ь)ехр (<)'К I) соотношение (8) сводится к известному уравнению

описывающему эволюцию ночного слоя Г2.

Используя известное ранее решение уравнения (10) при соответствующем задании граничных и начальных условий, было показано, что высотный профиль амплитуды волны П^ '( £) моино списать суперпозицией нескольких.первых собственных функций оператора уравнения (10), для которых собственные значения по абсолютной величине меньше % . Таким образом, даг.е при отсутствии источников ионизации высотный профиль Пк(г) мокет существенно отличаться от высотного распределения По(г). Отличия тем существеннее, чем выше надкритичность плазмы'для волны с волновым вектором кх , Из (8), (10) видно, что изменение амплитуды Пк с высотой определяется процессами'рекомбинации, диффузии, неустойчивостью плазмы и не зависит от источников ионизации. Высотный профиль пд(г) определяется ионизацией, диффузией, рекомбинацией, процессами переноса и.не зависит от значения цк для конкретной волны.'С ростом магнитной возмущен-ности различия формы высотных профилей п„(г) и Пв (г) увеличиваются и отношение : I к убывает.

В этой главе показано также, что токово-градиентные неустойчивости в Р-области могут быть вызваны не только внешним электрическим полем, но и ветром, направленным протлв крупномасштабного градиента. Акустико-гравитационные волны большой амплитуды образуют перемещающиеся возмущения (ЛВ) в области Р, а за счет движения нейтральных молекул способствуют развитию токово-градиентных неустойчивостей на заднем и переднем гребнях ПВ. Движение крупномасштабного образования с избытком кон-

центрации относительно фоновой плазмы увеличивает теш роста мелкомасштабных возмущений на переднем (относительно скорости движения) фронте ГО и уменьшает на заднем. Приведены экспериментальные свидетельства в "ользу гипотезы о связи крупномасштабных и мелкомасштабных неоднородностей и влияния крупномасштабных I еоднородностей Е-области на мелкомасштабное расслоение плазмы в области Р.

По наблюдениям радиомерцаний в Тикси и данным магнито-ва-риационных станций показано, что тонкая структура Р-области ионосферы начинает изменяться до начала отрицательной бухты в Н-компоненте геомагнитного поля. Если очаг первой после магнито-спокойнш'о периода активизации бцл вблизи Тиксинского меридиана, то за 0,5-1,5 часа до резкого уменьшения Н-компоненты наблюдался максимум показателей 51 и Р, характеризующих интенсивность неоднородностей и площадь пятен, занятых мелкомасштабной структурой. В периоды за 2 часа и более до начала отрицательной бухты не отмечалось изменений суточного хода этих индексов, характерных для магнитоспокойных периодов. При длительных мигнитосфер-ных возмущениях, когда суббури следовали одна за другой и первый очаг активизации (положение максимума отрицательной Н-компоненты) было смещено от Тиксинского меридиана по долготе более чем на 90° рост индексов 51 и Р относительного магнитоспокойно-го периода наблюдался за 4-5 часов, а максимум наступал за 1-2 часа до начала резкого понижения Н-компоненты в Тикси. Эти результаты показывают возможность диагностики состояния магаито-сферно-ионосферной системы по наблюдениям изменений тонкой структуры ионосферы. -

Во внесшей ионосфере мелкомасштабные неоднородности могут. появляться вследствие бесстолкновительмых низкочастотных неус-

тойчивостей плазмы, из-за растекания мелкомасштабных струек продольных токов и за счет нелинейного взаимодействия затухающих дрейфовых волн с альвеновскими волнами. Последний механизм - наиболее вероятная причина появления мелкомасштабных неоднороднос-тей на высотах более 1200 км.

В третьей главе изложены основы нелинейного взаимодействия низкочастотных волн в столкновительной магнитоактивной плазме. Показано, что при относительных амплитудах концентрации = /7„ / /7 < ОД низкочастотных волн главным нелинейным

К ' Н ' о

процессом является трехволновое взаимодействие. В Е-области ионосферы квазилинейные процессы уменьшают квазиравновесный уровень низкочастотной турбулентности плазмы. С ростом надкритич-ности плазмы для волны с максимальным инкрементом различия между оценками квазирагновесного уровня с учетом и без-учета квазилинейных Эффектов увеличиваются. Учет квазилинейных эффектов в Е-области вакен при малом и очень большом отклонениях плазмы от равновесного состояния. В области Г влияние квазилинейных эффектов на 1-3 порядка меньше, чем в Е-области и при моделировании' нелинейного взаимодействия волн ими можно пренебречь. ~. Учет турбулентной диффузии методом Дгапри-Вейнстока-Чена

приводит к тому же результату, что и теория слабой турбулентнос-

*

ти Б.Б.Кадомцева. Полученное Кескиненом и Суданом выражение нелинейного инкремента 1~к Кадомцева, усредненного по ориентациям волнового вектора к и нелинейному ушрению в пространстве частот, с точностью до множителя совпадает с выражением для

**• у д у.

квадратичной формы /г 2)'к , где 23 - тензор турбулентной диффузии. По-видимому, о'Ч подхода описывают нелинейное взаимодействие волн.

Нами был использован следующий метод анализа нелинейной

эволюции мелкомасштабных возмущений в ионосферной плазме. Начальное возмущение разлагали в спектр-по. плоским волнам и нелинейные процессы рассматривали как трехволновые процессы квазираспада собственных низкочастотных волн ионосферной плазмы. Система уравнений для комплексных амплитуд пк была представлена в традиционном виде С1пк

■ (Ш

к' ,

1 —

где - линейный инкремент для волны с волновым вектором к , . - симметризсванный коэффициент нелинейного взаимодейст,

вия, * - знак комплексной сопряженности. Однако, в отличие от других авторов, исследовавших нелинейное взаимодействие волн в ионосферной плазме, мы получили комплексные, а не чисто мнимые, коэффициенты нелинейного взаимодействия. В главе 5 показано, что действительные части величин ^определяют возможность нелинейной стабилизации волн, растущих в линейном приближении.

Для двухмерной турбулентности (волновые векторы всех волн лежат в плоскости, ортогональной геомагнитному полю) действите- . льные части V ^ ^ появляются при учете инерции ионов в нелинейных слагаемых. При трехмерной турбулентности учет влияния непотенциальности волн на линейное взаимодействие увеличивает действительные слагаемые коэффициентов V «.(,•' • В отличие от бесстолк-новйтель.чой плазмы в ионосфера для низкочастотных волн

Глава четвертая посвящена анализу энергобаланса низкочастотных волн с ионосферной плазмой. В ряде случаев такой анализ проводился с использованием кинетического уравнения для волн. Однако последние сами являются приближенными. При переходе от

уравнений для комплексных амплитуд п^ к уравнениям для интен-

7 2

сивности волн - /П ^ | используются дополнительные предположения, обоснованность которых необходимо проверить.

Для трех волн переход от системы (II) к системе уравнений для 1К можно сделать строго без каких либо допущений. После ряда простых преобразований получим

+ V**, Ук.к. к тк г,. ] - •

У «

■где = Х^Г^+Х^,. '

Когда взаимодействуют более трех волн, то при выводе уравнений для интенсивностей приходится использовать*дополнительные

г

приближения. Система (12) позволила проверить приемлемость таких приближений. Было показано, что приближенные уравнения не обеспечивают достаточной точности и их можно использовать только для получения оценок.

Энергия' низкочастотной волны определялась как раз-

ность энергии плазмы с волной и без волны. Величина IV складывается из энергии электрического поля волны (для непотенциальных волн еще и энергии флуктуаций магнитного поля) и кинетической энергии колебательного движения ионов и электронов. В области Г энергия волны, распространяющейся вдоль внешнего электрического поля £0 при условии

/£¿.1 ^ //ГХ)''?'

оказывается отрицательно.:. Волны, распространяющееся ортогонально электрическому полю или наклонно к геомагнитному полю ( к* ■ ^ « сОпес^>И1 Ув ), имеют положительную энергию.

Таким образом, эволюция мелкомасштабных возмущений в ионосфере рассматривается как нелинейное взаимодействие низкочастотных волн с энергией разных знаков.

Для наклонных волн в Б-области энергия магнитных флуктуа-ций на несколько порядков больше энергии электрического поля волны, но меньше кинетической энергии колебания заряженных -частиц.

В пятой главе вп.рвые показано, что нелинейное взаимодействие волн, затухающих и нарастающих в линейном приближении, ограничивает рост амплитуды волны с максимальным инкрементом. Однако ограничение происходит только в том случае, если коэффициенты V,- .■ -комплексны. Ппивепены nвзvльтa,rы численного модвЛИБО-к к......

вания формирования спектра низкочастотной турбулентности.

Известно, что для любой тройки низкочастотных волн в ионосферной плазме, для которых выполняются условия синхронизма

Т"> + 1т - 1т О. (13)

Нами показано, что для этих волн соотношения типа (13) выполняются для комплексных коэффициентов

ч- * 'О. (14)

Обозначив через уЗ)( , ) аргументы комплексных ве-

личин V, , У**1 к ИЭ соотношения (14) получим два

уравнения

(15)

Уравнения (15) справедливы только в том случав, если углы ■ р>„., . Я0||сат в разных квадратах. Последнее, согласно

Вильхельмсону и Вейланду, является признаком устойчивости нелинейного взаимодействия трех волн.

Если в коэффициентах пренебречь малыми действитель-

ней слагаемыми, то амплитуда волн, затухающих в линейном приближении, стремятся к нулю, а амплитуда волны с положительным инкрементом $к нарастает пропорционально ехр Действительные части коэффициентов V , изменяют фазовые . соотношения между комплексными амплитудами п^. или, другими словами, между возмущениями поля волны ' и возмущениями

тока ] ^ . В результате волны с отрицательными инкрементами начинают нарастать, а темп роста волн с-положительными замедляется. При определенном уровне амгщитуд знаки произведений jh £ ^ меняются во времени и амплитуды волн колеблются около некоторого квазиравновесного уровня.

При численном моделировании динамики спектра низкочастотной турбулентности, вызванной градиентно-дрейфовой неустойчивостью плазмы, система уравнений (11) была приведена к безразмерному виду. Безразмерное время было выражено в единицах £с = 0о/с'Еоэе , волновые векторы к - (кх/ /гу) задавались в единицах ка парой чисел ( ,), £ ). Для области Е величина полагалась равной 2*10"^ см-*, а для Г-области = 10"^ см~*. Нелинейное взаимодействие моделировалось для двух наборов волн: -5 * ] < 5,-5 «С 4 5 и для прямоугольной сетки в пространстве волновых чисел: -12 5] « 12, -2 2. В момент в 0 ненулевыми задавались модули и фазы комплексных амплитуд нескольких "крупномасштабных волн. Модули и фазы амплитуд остальных волн полагали^ равными нулю. Численное моделирование показало, что в Е- и Г-областях ионосферы за счет трехвол-нового взаимодействия устанавливается примерно степенной спектр

низкочастотной турбулентности. Одномерный спектр интенсивности волн хорошо аппроксимировался зависимостью . Для Е-об-

ласти 6 » 2,' для области Г - 5 ? 2, С ростом градиента или скорости дрейфа плазмы ' У * е [£„■ Ви ] г /Б^ квазистационарный уровень турбулентности возрастал. Характерные времена установления квазиравновесного спектра в области Е были порядка 0,5, а в области Р - порядка 4*5 условных единиц.

Математическое к делирование нелинейной стадии неустойчивости представляет довольно громоздкую задачу даже в случае стационарного источника. Поэтому непосредственно включить блок вычислений спектров турбулентности в модель неоднородностей высокоширотной ионосферы при нестационарных источниках будет технически слокно, Было предложено для неустойчивости плазмы учитывать эволюцию только одной моды с максимальным линейным инкрементом £м и амплитудой ( Ь) , а спектр турбулентности определять по "эмпирическим" соотношениям между и амплитудами с произвольными к . Для ПкМ функцию мощности источника акй- можно представить в виде

а^(в.Ь) = (5,Ь) (16)

где 3- нелинейный инкремент моды пкм .

Для градиентно-дрейфовой неустойчивости численным моделированием исследованы закономерности распада турбулентности при "выключении" электрического поля и крупномасштабного градиента, а такие временной ход нелинейного инкремента (ь) . Показано, что характерное вреня распада турбулентности при "выключении" градиента концентра в несколько раз меньше времени её распада при "выключении" внешнего электрического поля. При нестационарных источниках нео^юродностей спектры турбулентности по масштабам становятся более крутыми и зависимость ик от к

ближе к экспоненциальной, чем к степенной.

Показано, что за счет трехволнового взаимодействия возможно нелинейное нарастание низкочастотных волн, распространяющихся наклонно к геомагнитному полю. Отклонение таких волн от направления ортогонального к £><, может достигать 5-7°. Нелинейный рост наклонных волн может уменьшить продольную анизотропию мелкомасштабных неоднородностей до 10 1^*10.

Заключение содержит главные результаты теоретического и экспериментального исследования неоднородностей высокоширотной ионосферы и основные выводы диссертации. Вьщелены наиболее важные направления дальнейших исследований, приведены соображения о практическом использовании результатов работы.

Г. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ • "

>

В настоящей работе развита теория образования неоднородностей концентрации плазмы в Р-области высокоширотной ионосферы и нелинейная теория формирования спектра мелкомасштабных неоднородностей в столкновительной магнитоактивной плазме. Показана возможность диагностики состояния магнитосферно-ионосферной. системы на высоких широтах по результатам наблюдений изменений тонкой структуры ионосферной плазмы. Намечен подход к постровнию математической модели неоднородной структуры высокоширотной ионосферы. Исходной посылкой теории было рассмотрение последовательности процессов: магнитосферно-ионосферное возмущение, образование крупномасштабных структур, их дробление на неоднородности более мелких масштабов; нелинейные процессы, формирующие спектр неоднородностей.

Главные результаты работы, представленные в диссертации, сводятся к следующим основным положениям:

1. Совокупность процессов фотохимических реакций, электродинамического взаимодействия меяду ионосферными слоями, динамических процессов в нейтральной атмосфере и процессов магнито-сферно-ионосферного взаимодействия образуют многообразие форм крупномасштабных неоднородностей высокоширотной ионосферы.

При построении математической модели тонкой структуры Р-области ионосферы эти процессы могут быть учтены введением соответствующих функц; Я мощности источников и диссипации неоднородностей.

2. Мелкомасштабные неоднородности Г-области с относительно малой продольной анизотропией Ёп: 1< 10^ образуются вследствие высотной зависимости параметров ионосферной хиазмы. Низкочастотные неустойчивости плазмы вызывают рост электростатических волн

с волновыми векторами ортогональными геомагнитному полю и амплитудами, меняющимися по высоте. Высотный профиль амплитуды волны определяется в основном процессами рекомбинации и диффузии. Поскольку профиль регулярной ионосферы формируется еще,и процессами рекомбинации, при больших потоках высыпающихся частиц с малой энергией профиль амплитуды волны существенно отличается от вы- . сотного профиля регулярного слоя. Этим можно объяснить наблюдаемое уменьшение отношения ^ • 1к в периоды геомагнитных возмущений, -

3. Низкочастотные электростатические волны в ионосферной плазме имеют как положительную, так и отрицательную энергию в зависимости от ориентации волнового вектора относительно внешнего электрического и геомагнитного полей. В бесстолкновительной плазме нелинейное взаимодействие волн с энергией разных знаков как правило приводит к взрывной неустойчивости и появлению неоднородностей концентрации с относительной амплитудой Ап/п I.

Прямые измерения на спутниках и регистрация радиомерцаний сигналов маяков КСЗ (в частности в Тикси) показывают, что амплитуда мелкомасштабных неоднородносгей фоновой турбулентности как правило не превосходит нескольких процентов. Это объясняется тем, что при взаимодействии волн с энергией разных знаков в ионосферной плазме взрывная неустойчивость не развивается. Амплитуды волн, нарастающих и затухающих в линейном приближении, колеблются около некоторого квазиравновесного уровня.

В столкновительной магнитоактивной •плазме увеличение энергии низкочастотных волн происходит за счет периодической "подкачки" волны источником свободной энергии. Нелинейное взаимодействие между волнами изменяет условия энергобаланса каждой волны с плазмой 1 присутствии других волн. Энергия волны не выражается через ее частоту и условие синхронизма для частот нельзя .интерпретировать как закон сохранения энергии волн.

4. Трехволновое взаимодействие низкочастотных волн б Г-об-ласти ионосферы является основным нелинейным процессом формирования спектра мелкомасштабных неоднородностей. Для правильного описания нелинейного взаимодействия низкочастотных волн в ионосфере необходимо учесть инерционные слагаемые в уравнениях движения для ионов. Численное моделирование нелинейных процессов без учета инерции ионов показало отсутствие квазистационарного состояния турбулентности. При учете инерции ионов коэффициенты нелинейного взаимодействия в уравнениях, описывающих эволюцию амплитуд низкочастотных волн, становятся комплексными. Фазовые соотношения между мнимыми и действительными частями коэффициентов таковы, что система лаимодействущих волн, затухающих и нарастающих 'в линейном приближении, стремится к некому квазиравновесному уровню.

Численное моделирование взаимодействия многих (124-х) волн показало, что трехволновое взаимодействие позволяет объяснить основные экспериментальные закономерности спектра турбулентности ионосферной "плазмы: степенной вид спектра, рост уровня турбулентности с увеличением надкритичности плазмы для определенного волнового числа.

5. По наблюдениям вариаций геомагнитного поля и параметров тонкой структуры ионосферы над б.Тикеи показала возможность диагностики состояния магнт-осферно-ионосферной системы. Установлено, что увеличение интенсивности мелкомасштабных не-однородностей над Тикси (индекс б I) и площади пятен, заполненных неодаорсдностями,-(индекс Р) достигают максимума примерно за 0,5-2 часа до начала отрицательней бухты в Н-компо-ненте геомагнитного поля на станции в Тикси. Характер временного изменения индексов 31 и Р, характеризующих неоднородную структуру ионосферы, существенно зависит от глобальной картины развития аврорального возмущения.

6. Теоретически и экспериментально исследованы вопросы взаимосвязи крупномасштабных'и 'мелкомасштабных неоднородностей , ионосферы и влияния электродинамической связи меаду Б и Г-об-ластями.ионосферы на образование тонкой структуры в области Р.

г ■

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах: •

1. Гельберг М.Г. Неоднородности высокоширотной ионосферы. Новосибирск: Наука. 1986.

2. Гельберг М.Г. Градиентно-дрейфовая неустойчивость ионосферной плазмы: (обзор).// Распространение радиоволн в полярной ионосфере. Апатиты: КЭАН. 1977. С.3-37,

3. Волков H.H., Кукушкина P.C., Ройзен A.M., Гельберг М.Г. Определение параметров неоднородностей по измерениям углов прихода.// Распространение радиоволн, в полярной ионосфере. Апатиты. ШН. 1977. C.6I-69.

4. Гельберг М.Г. О влиянии нейтрального ветра на работу механизма градиентно-дрейфовой неустойчивости в F-области вы. сокоширотной ионосферы.// Симпозиум КАПГ но солнечно-земной физике. Тезисы докладов. Тбилиси: Наука. 1976. C.I72--173.

5. Гельберг М.Г. Мелкомасштабные неоднородности высокоширотной ионосферы, порождаемые внутренними гравитационными волнами.// Геомагнетизм и аэрономия. 1977. Т.17. C.I40-I42.

6. Гельберг Ы.Г. Взаимосвязь между мелкомасштабными и крупномасштабными неоднородностями в области F высокоширотной ионосферы.// Структура магнито-ионосферных и авроральных возмущений. Л.: Наука. 1977. С.58-66.

7. Гельберг М.Г., Кукушкина P.C. Связь между мелкомасштабными неоднородностями в Р-слое и-возмущениями в Е-области высокоширотной ионосферы^// Структура магнитосферных'и авроральных возмущений. Л.: Наука.- 1977. С.66-75.

8. Гельберг М.Г., Кукушкина P.C., Волков H.H. Шероховатость поверхностей равной концентрации в слоях Б3 типа ъ авроральной ионосферы.// Семинар КАПГ до физике стратоме-зосферы и нижней ионосферы. Тез.док. М.: Наука. 1977. С.4&-48. • ■

. 9. Гельберг М.Г., Волков H.H., Кукушкина Влияние слабых крупномасштабных неоднородностей авроральной ионосферы на распространение радиоволн КВ-диапазона.// Изв. Еуэов. Радиофизика. I97B. T.2I. C.I59I-I596.

10. Гельберг М.Г. 0 токовой электромагнитной неустойчивости ионосферной плазмы..// Явления в полярной ионосфере. Д.: Наука. 1978. С.73-78.

11. Гельберг М.Г. Формирование километровых неоднородносгей выше максимума Г-слоя авроральной ионосферы.// Геомагнетизм и аэрономия. 1979. Т.19. С.629-632.

12. Гельберг М.Г. Нелинейные эффекты градиентно-дрейфовой неустойчивости./' Изв. вузов. Радиофизика, 1979. Т.22. С.295-304.

13. Гельберг М.Г. Образование слабых крупномасштабных неодно-родностей в авроральной ионосфере.// Геомагнетизм и аэрономия. 1960. Т.20. С.271-274.

14. Гельбарг М.Г. Поляризационные механизмы формирования крупномасштабных неоднородностей в авроральной ионосфере.// Всесоюзн.совещ. "Крупномасштабная структура субаврораль-ной ионосферы", Тез. докл. Якутск. Я5 СО АН. 1981, С.47-48.

15. Гельберг М.Г. Образование неоднородностей ионосферы на градиентах плотности, движущихся относительно плазмы.// Геомагнетизм и аэрономия. 1981. Т.21. С.250-254.

16. Гельберг М.Г. Градиентно-дрейфовая неустойчивость ионосферной плазмы, й Нелинейная теория. Препринт. Якутск: Я$ СО АН. 1981. ■

17. Гельберг М.Г., Бабе Г.Д. Математическое моделирование нелинейной стадии градиентно-дрейфовой неустойчивости.// Исследование магнитосферно-ионосферных связей на якутском мерцдиане. Якутск: ЯФ СО АН. 1982. С.89-99.

18. Гельберг М,Г., Федоров В.П. Образование слабоанизотропных неоднородностей в высокоширотной ионосфере.// Геомагнетизм и аэрономия. 1963. Т.23. С.230-233.

19. Гельберг М.Г., Федоров В.П. Нелинейная стабилизация электростатических волн в высокоширотной ионосфере. Третье Всесоюзное совещание "Полярная ионосфера и магнитосферно-ио-носферные связи". Тезисы докладов. Апатиты: К5АН, 1984. C.I09-II0.

20. Гельберг М.Г. Учет ЫГД-эффектов на нелинейной стадии гра-диентно-дрейфовой неустойчивости в F-области ионосферы.// Физические процессы в околоземной плазме. Якутск: Я<2 СО АН СССР. 1964. С.58-64. "

21. Гельберг М.Г. Градиеитно-дреЙфовая неустойчивость во внешней ионосфере.// Бюллетень научно-технической информации. Якутск: ЯФ СО АН. Октябрь IS84. С.19-21.

22. Гельберг М.Г. Образование мелкомасштабных неоднородностей в верхней ионосфере высоких широт.// Геомагнетизм и аэрономий. 1984. Т.24. C.9II-9I5.

23. Рябчук С.К., Старина В.А., Гельберг М.Г. Изменение харак-

" теристик радиомерцаний во время суббури 3-4 декабря Х984 г. // Бюллетень научно-технической информации. Якутск: Я5 СО АН СССР.-Ноябрь 1964. C.2I-22.

24. Гельберг М.Г. Нелинейная стадия градиентно-дрейфовой неустойчивости и энергетический баланс волн.// Полярная ионосфера и магнитосферно-ионосферныэ связи. Якутск: ЯФ-СО АН. 1984. С. 335-145.

25. Гельберг М.Г., Волосевич A.B. Баланс энергии плазмы с волной с учетом непотенциальности волн.// Изв. вузов. Радиофизика. 1986. Т.29. С.401-407. . .

26. Гдалевич Г.Л., Гельбг т М.Г. Крупномасштабные неоднородности области F высокоширотной ионосферы,// Низкочастотные излучения в магнитосфере Земли. 1986. М.: АН ИЗМИР, С.185-195.

27. Волосевич A.B., Гельберг М.Г., Федоров В.П. Динамика трех-волнового взаимодействия мод в Е-области высокоширотной ионосферы.// Геофизические исследования на широтах авро-ральной зоны. Якутск: ЯФ СО АН. 1986. С.41-48. -' 28. Гельберг М.Г. Образование мелкомасштабных неоднородностей в F-области высокоширотной ионосферы.// Ионосферные исследования. № 41. М.: Наука. 1966. С.14-21.

29. Гельберг М.Г., Ря'чук С.К., Старина В.А. Возможность прогнозирования геомагнитной суббури по регистрации параметров мелкомасштабных неоднородностей.// Полярные геомагнитные явления. Тезисы докладов Международного симпозиума. LI.: из-во ИЗМИРАН. 1986. С.116.

30. Рябч/к С.К., Старина В.А., Гельберг М.Г. и др. Влияние динамических процессов в нижней атмосфере на тонкую структуру F-области высокоширотной ионосферы.// Второй Всесоюзный симпозиум по результатам исследования средней атмосферы. М.: Наука. 1966. С.38-39.

31. Федоров В.П., Гельберг М.Г. Влияние квазилинейных процессов на квазистационарный уровень турбулентности.// У1 Всесоюзное совещание по проблеме "Неоднородная структура ионосферы". Тезисы докладов. Ашхабад., Ыгам. 1966. С.7-8.

32. Гельберг Ы.Г. Образование двухслойных Е s в авроральной ионосфере.// Геомагнетизм и аэрономия. 1987. Т.27. C.7I7--721.

33. Гельберг Ы.Г. Взаимодействие низкочастотных электростатических волн в ионосферной плазме. Геомагнетизм к аэрономия. 1967. Т.27. С.764-766.

34. Гельберг LI.Г. Образование крупномасштабных неоднородностей на разных высотах в Е и F-областях ионосферы, во время reo-

■ магнитных возмущений// Экспериментальные исследования околоземного космического пространства. Якутск: ЯЗ СО АН.

1987. С.63-70. •

35. Гельберг М.Г., Рябчук С.К., Старина В.А. Изменение эффективных высот слоя с мелкомасштабными неоднородностями в F-области высокоширотной ионосферы.// ХУ Всесоюзная конференция по распространению радиоволн. Тезисы докладов. М.: Наука. 1987. С.35.

36. Гельберг М.Г. Образование мелкомасштабных' неоднородностей внешней высокоширотной ионосферы альфвеновскими волнами.// Изв.. вузов. Радиофизика. 1987. Т.ЗО. C.I30I-I304.

37. Гельберг М.Г, Образование слоистых Е& в авроральной ионосфере.// Геомагнетизм я аэрономия. 198д.. Т.28. С.210-213.

38. Волосевич А.В., Гельберг М.Г. Нелинейное взаимодействие электростатических волн в Б-области ионосферы. Изв. вузов. Радиофизика. Т983. T.3I. С.550-554.

39. Гельберг М.Г., Федоров В.П. Моделирование нелинейного взаимодействия низкочастотных, электростатических волн в F-области. высокоширотной ионосферы.// Изв. вузов. Радиофизика.

1988. T.3I. С.394-400.

40. Рябчук С.К., Старина В.А., Гельберг М.Г. Взаимосвязь крупномасштабных и мелкомасштабных неоднородностей в F-области высокоширотной ионосферы по результатам радиопросвечивания/ Геомагнетизм и аэрономия. 1988. Т.28. С.502-504.

41. Gelborg M.G., Volosevich A.V., Psdorov V.P. A Simulation on thô Evolution of low-Praquency Plasma Turbulence ia Ionosphère E-Begion // Ionoophe? Besponsa to the Solax Wind. Praga. 1988. P.163-168.