Самосогласованная модель ионосферы

Колесник, Анатолий Григорьевич

Самосогласованная модель ионосферы тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.12 ВАК РФ

Колесник, Анатолий Григорьевич АВТОР

доктора физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Томск МЕСТО ЗАЩИТЫ

1983 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.12 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Самосогласованная модель ионосферы»

Содержание диссертации автор исследовательской работы: доктора физико-математических наук, Колесник, Анатолий Григорьевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. КОНЦЕПЦИЯ САМОСОГЛАСОВАННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ.

1.1. Этапы развития и задачи математического моделирования ионосферы

1.2. Система уравнений обобщенной гидродинамики для ионосферной плазмы

1.3. Понятие самосогласованного моделирования ионосферной плазмы и задачи по его реализации

Глава П. СКОРОСТИ ЛОКАЛЬНОГО НАГРЕВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ

КОМПОНЕНТ ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ

2.1. Скорости локального нагревания ионосферы солнечным излучением с Л < 1026 А.

2.2« Скорости локального,, нагревания ионосферы солнечным излучением в континууме Шумана-^нге и за счет химических реакций.

2.3. Распределение молекулярного азота по колебательным степеням свободы

2.4. Анализ скорости нагревания ионосферной плазмы солнечным излучением

Глава Ш. ОДНОМЕРНАЯ САМОСОГЛАСОВАННАЯ МОДЕЛЬ СРЕДНЕШИРОТ

НОЙ ИОНОСФЕРЫ В ИНТЕРВАЛЕ ВЫСОТ 120-500 КМ

3.1. Система уравнений модели

3.2» Краевые условия ♦.

3.3. Метод решения системы уравнений модели

3.4. Численные эксперименты и оценка адекватности модели

Глава 1У. ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ ЗАРЯЖЕННОЙ И МЕТАСТАБИЛЬНОЙ

КОМПОНЕНТ ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ

-34.1. Система уравнений глобальной трехмерной модели ионосферы относительно заряженных и метастабиль-ных компонент.

4.2. Краевые условия.

4.3. Метод численного решения системы уравнений модели

4.4. Результаты расчетов электронной концентрации высокоширотной области F на трехмерной модели

4.5. Механизм формирования главного ионосферного провала и явление "полной тени"

Глава У. ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ НЕЙТРАЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ

ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ

5.1. Система уравнений модели

5.2. Краевые условия

5.3. Метод численного решения системы уравнений модели

5.4. Оценка адекватности модели

5.5. Явление инверсии температуры в нижней термосфере

Глава У1.ТРЕХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ САМОСОГЛАСОВАННОГО ОПИСАНИЯ НЕЙТРАЛЬНОЙ, ЗАРЯЖЕННОЙ И МЕТАСТАБИЛЬНОЙ КОМПОНЕНТ ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ.

6.1. Система уравнений трехмерной самосогласованной модели

6.2. Алгоритм совместного решения системы уравнений модели

6.3. Моделирование основных структурных образований ионосферной плазмы в планетарном масштабе

6.4. Реакция ионосферной плазмы на электрические поля магнитосферного происхождения

Глава УП.ДИАГНОСТИКА И ПРОГНОЗ СОСТОЯНИЯ ИОНОСФЕРНОЙ

ПЛАЗМЫ НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ

7.1. Использование моделей в задачах модификации области F ионосферы мощной радиоволной.

7.2. Методика оценки реакции сложных моделей на входные параметры

7.3. Использование моделей в задачах долгосрочного прогноза состояния ионосферы.

7.4. О возможности краткосрочного прогноза состояния ионосферы на основе математических моделей

Введение диссертация по физике, на тему "Самосогласованная модель ионосферы"

Актуальность. Исследование физико-химических процессов, протекающих в приземной плазме, прогноз радиосвязи через ионосферный канал и навигация космических аппаратов являются важными народнохозяйственными задачами как в научном, так и в прикладном отшошении. Успешное решение этих задач предполагает создание адекватной математической модели ионосферы как сложной системы, находящейся в плазменном состоянии. Проблема создания такой модели весьма сложна и многогранна. Она затрагивает обширный круг фундаментальных исследований современной физики и прикладной математики, таких как: взаимодействие системы атмосфера-ионосфера-магнитосфера, физика солнечно-земных связей, решение многомерных нестационарных нелинейно взаимосвязанных уравнений многокомпонентной магнитной гидродинамики и др.Известно, что в результате целого ряда элементарных взаимодействий все три компоненты ионосферной плазмы (заряженные, нейтральные и метастабильные частицы) находятся в тесной взаимосвязи.Поэтому успешное решение проблемы создания адекватной модели ионосферы предполагает последовательное развитие и реализацию самосогласованного описания параметров, характеризующих эти компоненты.Несмотря на бурное развитие математического моделирования ионосферы в исследованиях последнего десятилетия, направленных на создание моделей различной степени полноты и областью применимости, самосогласованное описание всех компонент ионосферной плазмы, в силу ряда причин, не получило должного развития. Фактически к началу исследований автора эти исследования ограничивались работой Штуббе (I970'*r,), где впервые была сделана попытка создания самосогласованной модели ионосферы средних широт в одномерном приближении, Как будет показано в последующих разделах работы, такая степень самооогласованности весьма ограничена, а используемые приближения, и прежде всего одномерность задачи, не позволяют достичь высокой степени адекватности реальной среде.Цель работы и направление исследований. Цель данной работы заключается в создании математической модели ионосферы на основе самосогласованного описания состава, динамики и энергетики заряженных, нейтральных и метастабильных компонент плазмы и исследование на ней основных механизмов, контролирующих состояние среды.Достижение поставленной цели требует решения комплекса взаимосвязанных задач последовательного развития, обоснования и практической реализации самосогласованного описания состава, динамики и энергетики ионосферной плазмы в математическом моделировании ионосферы на основе обобщенной системы многомерных уравнений магнитной гидродинамики, что представляет собой решение крупной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение.В результате решения данной проблемы получены следующие основные результаты и положения, которые выносятся на защиту.1. Развита одномерная модель среднеширотной ионосферы, совместно описывающая изменения нейтральных, заряженных и метастабильных компонент ионосферной плазмы.2. Разработана трехмерная нестационарная модель заряженной компоненты ионосферной плазмы в глобальном масштабе в интервале высот 80-500 км.3. Разработана трехмерная нестационарная модель нейтральной компоненты ионосферной плазмы в глобальном масштабе в интервале высот 80-500 км.4, Создана трехмерная нестационарная модель ионосферы, самосогласованно описывающая изменения состава, динамики и энергетики нейтральной, заряженной и метастабильной компонент ионосферной плазмы в глобальном масштабе в интервале высот 80-500 км.5. Созданы алгоритмы численного интегрирования многомерных систем уравнений в задачах математического моделирования ионосферной плазмы.6. Результаты численных экспериментов на ЭВМ по количественному исследованию отдельных физических механизмов и явлений в ионосферной плазме, установленных впервые на разработанных автором моделях, а именно: а) в результате несовпадения географического и геомагнитного полюсов при суточном вращении Земли возникает явление "полной тени", которое характеризуется образованием в верхней атмосфере серпообразной зоны, в которую не попадает ни прямое солнечное излучение, ни авроральная ионизация с конвекцией плазмы в течение всей полярной ночи. Одним из его следствий является механизм образования главного ионосферного провала в электронной концентрации области Р ионосферы; б) ионосферная плазма обладает свойством "памяти", которое заключается в длительном (около одного часа) сохранении крупномасштабных модифицированных структур ионосферы после воздействия на область Р мощной радиоволной накачки: 7. Результаты численных экспериментов на основе разработанных моделей по количественному исследованию отдельных механизмов явлений ионосферной плазмы, установленных ранее экспериментально, а именно: а) явление температурной инверсии в нижней термосфере в одиннадцатилетнем цикле солнечной активности обусловлено процессом усиления интенсивности турбулентного выхолаживания за счет теплопроводности, а роль конвективного переноса тепла при этом значительно слабее и заключается в противодействии развитию инверсионной области: б) реакция ионосферной плазмы на увеличение•электрического поля магнитосферного происхождения носит глобальный характер, обусловлена взаимосвязанными процессами конвективного, молекулярного и турбулентного переноса массы, импульса и энергии и заключается в следующем: происходит неравномерный разогрев нейтрального газа, преобладающий на высоких пшротах; термосфера обогащается молекулярными составляющими; крупномасштабная циркуляция из двухячеечной переходит в четырехячеечную; в планетарном распределении параметров заряженных частиц усиливается ИТ-контроль, а электронная концентрация в основном уменьшается.Научная новизна. В плане развития и реализации данного научного направления в работе проведены исследования и получены результаты, новизна которых заключается в следующем. I. На основе обобщенной системы многомерных уравнений магнитной гидродинамики разработана и реализована на ЭВМ самосогласованная модель ионосферы, позволяющая описывать и предсказывать состояние среды при заданном внешнем воздействии и удовлетворяющая следующим условиям: а) учитывается самосогласованное изменение соства, динамики и энергетики нейтральных и заряженных составляющих ионосферной плазмы; б) реализуется взаимосвязанный учет изменения состояния ионо- 9 сферы высоких, средних и низких широту в) включается область турбопаузы при охвате интервала высот от 80 до 500 км, а это, в свою очередь, позволяет учитывать процессы молекулярного, турбулентного и конвективного переноса массы, имцульса и энергии.2 . На основе численных экспериментов, проведенных на ЭВМ, исследованы количественно отдельные физические механизмы явлений, установленных ранее экспериментально или обнаруженных впервые на разработанных моделях, а именно: а) механизм нагревания электронной компоненты ионосферной плазмы солнечным излучением в континууме Щумана-Рунге; б) механизм турбулентного выхолаживания нейтральной компоненты, обеспечивающего инверсию температуры и состава нижней термо* сферы в одиннадцатйлетнем цикле солнечной активности; в) вид распределения молекулярного азота по колебательным степеням свободы и его роль в формировании состояния спокойной и возмущенной мощной радиоволной ионосферы (эффект "памяти ионосферной плазмы"); г) формирование основных крупномасштабных образований высокоширотной ионосферы, включая механизм формирования главного ионосферного провала электронной концентрации на основе установленного явления "полной тени"; д) реакция ионосферной плазмы на изменение электрического поля магнитосферного происхождения при самосогласованном описании.Научная и практическая ценность работы. !• Разработанные модели ионосферной плазмы могут быть использованы и используются для интерпретации результатов комплексных экспериментальных исследований, проводимых на основе наземных ра«» диофизических методов дистанционного зондирования ионосферы, а также с помощью спутников и ракет.2. Самосогласованная модель ионосферной плазмы может быть использована для целей оптимального планирования дорогостоящих экспериментальных исследований в приземной плазме, включая эксперименты по активному воздействию на ионосферу.3. Для решения общей проблемы прогноза состояния ионосферы разработанные модели могут быть использованы i следующих двух направлениях: а) долгосрочный прогноз состояния ионосферы с усредненными характеристиками плазмы при статической адаптации внутренних параметров модели; б) краткосрочный прогноз состояния ионосферы, при котором должна реализовываться динамическая адаптация внутренних параметров модели по оперативным ионосферным данным.Реализация результатов. Разработанные принципы самосогласованного моделирования ионосферной плазмы позволили создать прогностическую среднеширотную модель области F ионосферы, которая внедрена в рамках работ, выполнявшихся по Постановлению ГКНТ при СМ СССР № 430 от 20.11.76 г., а в настоящее время - по Постановлению ГКНТ при СМ СССР, Госплана СССР и АН СССР № 475/251/131 от 12.12.80 г.Отдельные результаты, отмеченные в разделе "Научная новизна", включены в курсы физики ионосферной плазмы в ряде ВУЗов страны.Объем и структура работы. Работа состоит из введения, семи глав, заключения и приложения. Она содержит 214 страниц основного текста, 64 рисунка, 8 таблиц и список использованной литературы, включающей 287 наименований.Во введении определена актуальность и цель работы, отмечена новизна полученных результатов, их научная и практическая знанимость и реализация. - I I Первая глава диссертации носит вводный характер, В ней формулируется точка зрения автора на развитие математического моделирования ионосферы и излагается в развернутом виде концепция самосогласованного подхода в описании ионосферной плазмы. Обосновывается совокупность задач, постановка и решение которых составляют научное направление, развиваемое автором.Вторая глава посвящена исследованию источников локального нагревания различных компонент ионосферной плазмы солнечным электромагнитным излучением. Получены соответствующие функции тушения и нагревания и численно исследована относительная эффективность отдельных каналов нагревания. Решается задача по установлению ха*» рактера распределения молекулярного азота по колебательным степеням свободы.В третьей главе обоснована система уравнений, метод ее решения и реализация на ЭВМ одномерной самосогласованной модели среднеширотной ионосферы, В рамках этой модели исследованы основные каналы взаимосвязи заряженных, нейтральных и метастабильных компонент ионосферной плазмы, оценена их относительная эффективность, Исследована роль колебательно-возбужденного азота в формировании среднеширотной ионосферы. Показаны ограничения одномерного прибли»» жения на основе сравнения модельных расчетов с экспериментальными данными, Четвертая глава посвящена разработке трехмерной модели ионосферы, самосогласованно описывающей состав, динамику и энергетику заряженной и метастабильной компонент ионосферной плазмы в глобальном масштабе. Сформулирована система уравнений модели и разработан алгоритм ее решения на основе методов расщепления, В рамках этой модели исследовано образование крупномасштабной структуры высокоширотной ионосферы и установлено явление •*полной тени", следствием которого является образование главного провала электронной ^12концентрации.В пятой главе основное внимание уделено разработке трехмерной модели нейтральной компоненты ионосферной плазмы (термосферы) с включением в рассмотрение области турбопаузы. Сформулирована и обоснована система уравнений модели, разработан алгоритм ее решения на основе метода расщепления по геометрическим факторам и получена его реализация на ЭВМ. Приведены результаты численных экспериментов на модели по исследованию характера установления решения и реакции термосферы на изменение солнечного ультрафиолетового излучения. Установлено явление обратной зависимости температуры и состава нижней термосферы от солнечной активности за счет турбулентного выхолаживания, Шестая глава посвящена реализации самосогласованного описания нейтральной, заряженной и метастабильной компонент ионосферной плазмы в области высот 80*500 км в трехмерной нестационарной постановке» Приведена система уравнений модели с учетом допустимого понижения размерности задачи относительно заряженной и метастабильной компонент для отдельных областей ионосферы. Разработан алгоритм совместного решения системы уравнений модели на основе последовательных итераций. Численно исследована реакция ионосферной плазмы на внешнее воздействие в виде электрических полей магнитосферного происхождения при самосогласованном описании.Седьмая глава содержит результаты по исследованию возможностей разработанных моделей в научных и прикладных целях. Рассмотрены методические вопросы оценки адекватности моделей, их использование при интерпретации экспериментальных данных. Показана возможность моделей в планировании эксперимента и диагностики ионосферной плазмы, в частности, при воздействии на ионосферу мощной радиоволны, Исследованы возможности моделей при долгосрочном прогнозированйи, а также приведены соображения автора относительно разработки системы краткосрочного прогнозирования с использовани* ем моделей» В Заключении сформулированы основные результаты работы, ее апробация и взаимоотношения с соавторами.ГВВА I. КОЩЕПШШ САМОСОГЛАСОВАННОГО МОДЕЖРОВАНЙЯ ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ Настоящая глава носит вводный характер и посвящена изложению общей концепции математического моделирования ионосферной плазмы на основе самосогласованного описания. § I.I. Этапы развития и задачи математического моделирования ионосферы Первые работы, посвященные математическому моделированию ионосферы, были выполнены в конце двадцатых начале тридцатых го» дов этого столетия [l-З]. В этих работах авторы попытались дать аналитическое описание распределения электронной концентрации под действием элементарных процессов ионизации атмосферы коротковол новым излучением Солнца и рекомбинации заряженных частиц. В науч^ ную литературу по физике ионосферы эти работы вошли как "модель Чепмена" или "теория простого слоя"(см., например, [^7]). Все последующие десятилетия, вплоть до конца пятидесятых годов, ис следования по математическому моделированию были направлены на уточнение и обобщение "теории простого слоя", а также на физическую интерпретацию экспериментальных результатов с позиций этой модели. В результате удалось понять целый ряд основополагающих закономерностей в поведении ионосферы, связанных, главным образом, с процессами ионизации нейтральной компоненты ионосферной плазмы.Однако уже при том уровне экспериментальных исследований стало ясно, что "теория простого слоя" не в состоянии объяснить все многообразие наблюдаемых явлений. Всякие отклонения от "теории простого" слоя получали название "аномалий". Возник целый ряд "аномалий", часть названий которых сохранилась до нашего времени.Следующий этап развития математического моделирования ионо« сферы относится к концу пятидесятых - началу шестидесятых годов. Для этого этапа характерен переход от традиционной аналитической "модели простого слоя" к решению задач физики ионосферы на основе математического аппарата магнитной гидродинамики. При этом основное внимание уделялось интегрированию одномерного уравнения непрерывности, описывающему вертикальное распределение электронной концентрации под действием процессов ионизации, рекомбинации, диффузии и дрейфов. Здесь в качестве основополагающих следует вы-^ делить работы [8-17]. На основе результатов этих работ удалось в основных чертах определить относительную роль отдельных физических процессов в формировании высотного профиля электронной концентрации в зависимости от различных факторов, а также развить методы решения (как аналитические, так и численные) уравнения не» прерывности в стационарных и квазистационарных условиях. Отметим, что на данном этапе исследований нашли широкое применение численные методы и эксперименты на ЭВМ. Получили развитие исследования по оценке отдельных членов уравнения теплопроводности для заряженных частиц и модельные расчеты вертикального распределения температур электронов и ионов [I8-2IJ. Стало ясно, что получить распределение температуры заряженных частиц или концентрации электронов, согласующееся с реально наблюдаемым, на основе решения какого-либо одного уравнения системы уравнений магнитной гидродинамики, не удается. Задача осложнялась тем, что параметры заря женных компонент плазмы (концентрация, температура и скорость) сильно взаимосвязаны. Это требовало решения задачи совместного описания состава, динамики и энергетики заряженной компоненты ионосферной плазмы.Третий этап в моделировании ионосферы начался со второй поло^ вины шестидесятых годов и характеризуется бурным развитием численных моделей. Это обусловлено следующими обстоятельствами. С одной стороны, успешное развитие космических исследований с помощью ракет и ИСЗ способствовало накоплению качественно нового эк* спериментального материала по ионосферной плазме. Его интерпретация и анализ, а также планирование новых экспериментов, потребовало развития более полных моделей ионосферы, реализация кото*« рых была возможна только на основе численных методов. С другой стороны, к этому времени значительное развитие получили численные методы решения систем дифференциальных уравнений в частных производных и были созданы, как у нас в стране, так и за рубежом, ЭВМ с достаточно высоким для того времени быстродействием и памятью. От простейших специализированных моделей, на которых изучались общие свойства ионосферной плазмы и отдельные эффекты и явления, был взят курс на создание сложных моделей, учитывающих явления разной природы и ориентированных на описание ионосферы как среды в реальной ситуации.К моменту начала работы автора по разработке самосогласованной модели ионосферы (первая половина семидесятых годов) наиболее полной и развитой следует считать модель Штуббе [22]. Эта модель позволяла в одномерной постановке получать пространственно временное распределение нейтральных составляющих 0,Ог,М2,МО,Н и Не » ионов О, N 0 , Оа и И , кинетических температур электронов, нейтральной компоненты и ионов О и Н , а также горизон -• тальные компоненты термосферных ветров. В целом ряде случаев на этой модели для средних широт при разных уровнях солнечной активности в интервале высот 120-1500 км удалось добиться ясной физической интерпретации ионосферных эффектов, ранее установленных экспериментально. В частности, на этой модели были исследованы эффекты магнитных бурь [23], сезонная аномалия слоя 52 [24],нагрев ионосферы термосферными ветрами [25] и др. Несмотря на то, что модель [22] достаточно сложна, она имела ряд недостатков. Вопервых, ввиду существовавшего к тому времени произвола в скоростях локального нагревания отдельных компонент ионосферной плаз мы, модель не позволяла получить изменения температур и концентраций в одиннадцатилетнем цикле солнечной активности, соответствующих реально наблюдаемым, без соответствующих подгоночных коэффициентов. Очень слабым местом в модели был блок относительно нейтральной компоненты ионосферной плазмы. В силу одномерности задачи, горизонтальные градиенты давления были заданы в качестве внешнего параметра модели. В итоге, в последующей работе Штуббе [26], а также в работе [27], весь блок модели нейтральной компоненты ионосферной плазмы (модель термосферы) был задан в виде внешнего управляющего параметра. Это существенно упростило задачу и была потеряна четкая физическая взаимосвязь между нейтральной и заряженной компонентами ионосферной плазмы (особенно обратная).Для третьего этапа характерны также исследования по созданию моделей ионосферы и плазмосферы как единого целого путем численного интегрирования системы уравнений вдоль трубки магнитных силовых линий [28-31]. В этом случае наряду с учетом взаимосвязи ионосфера-плазмосфера, снимается неопределенность в задании граничных условий в области интенсивного переноса частиц и энергии, а выбор граничных условий на концах силовой линии, где процессы переноса практически Затухают, осуществляется достаточно однозначно.Как видим, исторически ситуация складывалась так, что обычно моделирование ионосферной плазмы осуществлялось при заданной модели нейтральной компоненты, то есть при заданной модели термосферы.В свою очередь, моделирование термосферы развивалось независимо от моделирования ионосферы.На каждом из выделенных этапов развития математическое моделирование ионосферы имело свои задачи. Вместе с тем можно выде-» лить общие функции, которые выполняет математическое моделирование в исследованиях по физике ионосферной плазмы. Во-первых, это детальный количественный анализ физико-химических процессов с оценкой роли отдельных факторов в их протекании, с установлением новых свойств и закономерностей, и описание сложных коллективных явлений разной природы. Во-вторых, использование математического моделирования в интерпретации экспериментальных данных и в сопоставлении полученных данных с результатами теории. Математическая модель отдельного процесса или среды в целом строится на основе теоретических представлений. Сравнение численных экспериментов на модели с измерениями позволяет судить о соответствии теоретических предпосылок модели реальной ситуации. Наконец, третья фун*» кцйя математического моделирования ионосферы - это прогноз. В случае достаточно адекватной модели, которая основана на верных теоретических предпосылках, откалибрована и прошла проверку на экспериментальных данных, появляется возможность ее использования для целей прогноза. Функция прогноза разбивается на две ветви.Первая ветвь - это прогноз, ориентированный на планирование последующих экспериментов с целью познания исследуемой среды или процессов, ее определяющих. Вторая ветвь - это прогноз состояния ионосферы для практических нужд, прежде всего для задач ионосферного распространения радиоволн и навигации космических аппаратов.Для последующего развития концепции самосогласованного моделирования ионосферы и решения конкретных задач по ее реализации необходимо обратиться к математическому аппарату физики ионосферной плазмы. § 1,2. Система уравнений обобщенной гидродинамики для ионосферной плазмы Для теоретического исследования ионосферы достаточно широкое применение нашел математический аппарат обобщенной магнитной гидродинамики при наличии химических взаимодействий между различ* ными компонентами плазмы. Для многокомпонентной ионосферной плазмы система уравнений обобщенной гидродинамики используется либо в форме Новье^Стокса, либо в форме Грэда. Детальное обоснование и развитие этого математического аппарата для ионосферной плазмы, оценка области его применимости и анализ проведены в работах [32- 3 7 ] . Как показано, ионосферная плазма до высот ^ 500 км может быть корректно описана с помощью таких фундаментальных параметров как концентрация Hot , скорость Uoc и температура Tai частиц сорта cL на основе уравнений обобщенной гидродинамики с учетом вязкости и теплопроводности, что соответствует приближению в форме Новье-Стокса или тринадцатимоментному приближению в форме Грэда при дополнительных ограничениях относительно тензора вязких напряжений и вектора тепловых потоков (более детально см. [35]) .Здесь и далее, если особо не оговорено, суммирование по об (или А ) подразумевает суммирование по всем сортам нейтральных частиц, а суммирование по L (или j ) - суммирование по всем сортам ионов.Для частот соударений примем выражения в соответствие с [40]. Тогда для VoCL можно записать \)^^=2,610"'ni(d„/fliO'". с-', где do для основных нейтральных составляющих ионосферы О , Og и Na принимает соответствевно значения 0,79; 1,59 -24 3 и 1,76 в единицах 10 см^.При записи (1.4) были опущены члены, соответствующие термодиффузии, играющие заметную роль только для атомов Н и Не .Я е » ^ej^ и Яе^- коэффициенты теплопроводности электронов соответственно в направлении, параллельном геомагнитному полю, перпендикулярном геомагнитному полю и перпендикулярном как магнитному полю, так и градиенту электронной температуры.В этих уравнениях опущен член с током смещения, так как рассматривается случай достаточно медленных движений» Следует иметь в виду, что магнитное поле в ионосферной плазме в хорошем приближении можно принять равным магнитному полю Земли.Это связано о тем (см., например, [^ 54] ), что магнитные поля, индуцированные Б ионосфере, пренебрежимы, по сравнению с геомагнитуным полем. Это приближение не применимо к электрическим полям, для которых внутренние поля (например, поля поляризации) оказываются существенными.При записи системы уравнений (l.l)-(l.I3) был принят ряд упрощающих предположений, которые оправданы при решении задач математического моделирования. Основные из них следующие.2, Нейтральные и ионные компоненты плазмы рассматриваются как отдельные подсистемы, которые находятся в частичном локальном термодинамическом равновесии и характеризуются кинетическими температурами Т ^ и Ti , соответственно [40] .3, Концентрация легких нейтральных составляющих водорода и гелия пренебрежимо мала по сравнению с общей концентрацией нейт** ральной компоненты. Зто условие выполняется с большим запасом, вплоть до высоты '^-бОО км (см., например, [40,41]). § 1.3. Понятие самосогласованного моделирования ионосферной плазмы и задачи по его реализации Из системы уравнений CI.I)-(I»I2) видно, что внутри каждой компоненты ионосферной плазмы (электронной, ионной и нейтральной) существует сильная взаимосвязь между концентрацией, температурой и скоростью. Эти каналы прямой взаимосвязи давно известны, и в задачах математического моделирования ионосферы и термосферы учитываются в первую очередь (см, § I). Однако прослеживается и другой тип взаимосвязи - между параметрами заряженной (электронной и ионной) и нейтральной компонентами плазмы. Здесь взаимосвязь, как следует из вида системы уравнений (I»I)4l»I2), осуществляет*ся по следующим основным каналам. Первый канал фотохимического взаимодействия приводит к изменению концентрации частиц различных компонент. Математически это выражено в уравнениях (1.1), (1.7), (I.IO) через члены, связанные со скоростями локального образования и исчезновения частиц данного сорта. Эта связь проявляется, прежде всего, в концентрации заряженных частиц и малых составляющих нейтральной компоненты. Непосредственно на концентрации основных нейтральных составляющих она не сказывается.Второй канал взаимодействия - это обмен импульсом между от дельными компонентами плазмы, В уравнениях (1.2), (1.8) и (I.II) этот вид взаимодействий учитывается через члены, содержащие множителем соответствующие частоты соударений. Он одинаково важен как для заряженной, так и для нейтральной компонент плазмы.Дальнейшее развитие самосогласованного подхода требует пере» хода к пространственно трехмерной постановке задачи. Это обеспечит, во-первых, включение в рассмотрение высокоширотной и низко*» широтной областей ионосферы, где одномерное приближение становится неприемлемым. Во-вторых, это позволит значительно повысить адекватность модели нейтральной компоненты плазмы (термосферы) за счет учета высокоширотного источника нагревания и горизонтального переноса массы, импульса и энергии. Решение трехмерной задачи самосогласованного моделирования заряженной, метастабильной и нейтральной компонент путем параллельного интегрирования соответ* ствующей системы уравнений сопряжено с большими затратами машинного времени и неоправдано. Более эффективным представляется путь, основанный на существенном различии характерных времен относи « тельно заряженной и метастабильной компонент, с одной стороны, и нейтральной компоненты, с другой стороны. Если для заряженных и метастабильных компонент характерные времена составляют от нескольких минут (на верхней границе) до единиц часов (на нижней гра** нице), то для нейтральной компоненты эти времена равны единицам и десяткам суток, соответственно. Это позволяет использовать прием последовательного решения системы уравнений относительно нейтральной компоненты и системы уравнений относительно заряжен* ной и метастабильной компонент плазмы с последующими итерациями между ними. Этот прием позволяет, во-первых, существенно выиграть в затратах машинного времени, а, во«*вторых, что не менее важно, допускает поэтапное решение задачи трехмерной модели относительно заряженной и метастабильной компонент и относительно нейтраль** ной компоненты с последующим их объединением. Заметим, что ана •* логичным образом решаются задачи математического моделирования в проблеме управляемого термоядерного синтеза, где различие пространственных и временных масштабов достигает нескольких порядков Поэтому следующая задача заключается в разработке трехмерной модели заряженной и метастабильной компонент ионосферной плазмы (гл.1У). Здесь можно было бы пойти по пути, впервые предложенному Кнудсеном [43],и развитым другими авторами [44-48], В этих работах использован формализм Лагранжа для решения одномерных модели-* рующих уравнений в системе координат, дрейфующей вдоль траекторий конвекции плазмы, обусловленной электрическими полями магнитосфер*^ ного происхождения и коротацией. Развитие этого подхода позволило понять роль отдельных механизмов в формировании основных структурных образований высокоширотной области F . Цитируемые работы выполнены для случая стационарной конвекции при совпадающих географическом и геомагнитном полюсах. В этом случае траектории конвекции оказываются замкнутыми и имеют простой вид. В [49] построены траектории конвекции плазмы с учетом несо-^ впадения географических и геомагнитных полюсов. Схема конвекции получается весьма сложной, что создает принципиальные трудности для получения периодического решения моделирующих уравнений на основе подхода [43]. Вместе с тем, как отмечается в [49], учет несовпадения полюсов должен приводить к существенным изменениям пространственно-временного распределения параметров ионосферной плазмы, так как при этом, наряду с контролем местным временем, возникает контроль мировым временем, Следует также отметить принципиальную трудность учета влияния продольных токов на пространственную структуру высокоширотной ионосферы в задачах подхода Кнудсена [43], поскольку на высотах ниже 'V'300 км траекторий электронов и ионов не совпадают. Неучет этого фактора может приводит к существенным искажениям простран-* ственного распределения электронов при реально наблюдаемых плотностях токов [50].Кроме вышеперечисленных имеется еще одна принципиальная трудность, которая возникает при разработке самосогласованной модели с учетом высокоширотной ионосферы. Дело в том, что для нейтральной компоненты ионосферной плазмы такой подход не приемлем, поскольку для ее описания естественна запись системы уравнений в форме Эйлера в сферической системе координат, в которой полярная ось совпадает с осью вращения Земли (см. Главу Ш). В результате совместное решение систем уравнений относительно заряженных и нейтральных компонент, записанных в разных системах координат, в разной форме (в форме Лагранжа и форме Эйлера) и в пространственно трехмерном случае представляется весьма сложной математической задачей. «34В последнее время разработан ряд достаточно полных моделей термосферы на основе обобщенных уравнений гидротермодинамики (см., например, [51-55]). Эти модели отличает, прежде всего, переход к решению пространственно трехмерных задач. Стало очевидным, что адекватность глобальной модели термосферы может быть достигнута только при совместном описании состава, динамики и теплового режима. Преобладающее число трехмерных моделей термосферы развито для области высот выше ^120 км, то есть не включают основание термосферы и наиболее интересную и важную область турбопаузы, где турбулентный режим диффузии и теплопроводности сменяется на молекулярный. При этом состав или средний молекулярный вес задаются в виде внешнего параметра модели. В более пол •* ной постановке, то есть с учетом области турбопаузы, развита мо» дель суточных вариаций [56-59]. Однако эта задача решалась в линейном приближении на основе теории приливов. Поэтому встала задача разработки трезмерной модели нейтральной компоненты ионосферной плазмы, включающей в рассмотрение область турбопаузы и описывающей самосогласованное изменение состава, динамики и энергетики в общем, нелинейном случае (гл. У ) . Вопрос о включении в рассмотрение области турбопаузы является принципиальным, посколь«* ку именно в этой области протекают основные процессы, формирующие распределение нейтральных составляющих. Если при моделировании термосферы распределение состава не стоит так остро и в ряде случаев можно ограничиться знанием лишь общей концентрации или плот** ности частиц, то в задачах моделирования заряженной компоненты плазмы состав нейтральных составляющих в большинстве случаев явля*' ется определяющим. Ясно,что это положение остается в силе и при самосогласованном описании нейтральной и заряженной компонент плазмы, Решение перечисленных выше задач создает основу для реализации самосогласованной модели ионосферной плазмы в ее полной постановке (гл. У1) в соответствие с концепцией, развиваемой в настоящей работе. - 3 6 гтвА п. СКОРОСТИ ЛОКАЛЬНОГО НАГРЕВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПОНЕНТ ИОНОСФЕРНОЙ ПЛАЗМЫ Основным источником энергии, поглощаемой на высотах ионосферы, является электромагнитное излучение Солнца в ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра. Перераспределение поглощенной энергии между составляющими ионосферы различно. Это приводит к избирательному воздействию солнечного излучения на отдельные компоненты ионосферной плазмы и является основной причиной нарушения полного термодинамического равновесия. В свою очередь, отсутствие полного термодинамического равновесия в ионосфере индуцирует ло« кальный теплообмен между различными компонентами плазмы в резуль** тате упругих и неупругих взаимодействий. Наряду с солнечным электромагнитным излучением важную роль в энергетике ионосферы играет нагрев плазмы в результате джоулевой диссипации электрических полей, высыпания высокоэнергичных заряженных и нейтральных частиц, поглощения энергии атмосферных волн и др .В задачах ионосферного моделирования необходимо знать скорости нагревания и охлаждения отдельных компонент ионосферной плаз*» мы в результате действия различных источников или стоков тепла.

Заключение диссертации по теме "Геофизика"

Основные выводы, сделанные в работе, приведены в конце глав. Здесь сформулируем основные результаты, представленных в диссертации исследований.

1. Последовательно развит самосогласованный подход в математическом моделировании ионосферы, основанный на численном интегрировании системы нелинейных трехмерных уравнений обобщенной магнитной гидродинамики, описывающей совместные изменения состава, динамики и энергетики нейтральной, заряженной и метастабильной компонент ионосферной плазмы в глобальном масштабе в интервале высот 80-500 км.

2. Разработаны алгоритмы численного решения систем нелинейных трехмерных уравнений математических моделей ионосферы на основе расщепления по физическим и геометрическим факторам в сочетании с методами прогонки, предиктор-корректора, характеристик и итераций. Эти алгоритмы реализованы в виде пакета ФОРТРАН-программ для ЭВМ серии ЕС и позволяют при заданных солнечном воздействии и краевых условиях получать пространственно-временное распределение параметров, характеризующих полное состояние ионосферной плазмы при гидродинамическом описании.

3. На разработанных моделях ионосферы проведен детальный анализ ряда процессов, оценена роль отдельных факторов в их протекании, установлены новые свойства и закономерности. а) Получены выражения для скоростей нагревания различных ком. о понент ионосферной плазмы солнечным излучением с I ^ д ь 1750 А и оценена относительная эффективность отдельных каналов передачи энергии электронам, ионам и нейтральным частицам. Установлено, что в области Е и нижней части области Р электронный газ получает значительную долю энергии от солнечного излучения в континууме Шумана-Рунге в результате передачи части энергии возбуждения атомов кислорода в состоянии (ЛЪ) тепловым электронам через колебательное возбуждение азота. б) На основе решения системы уравнений колебательной релаксации для условий одноквантового обмена в приближении гармонического осциллятора с учетом процессов возбуждения в виде деактивации электронно-возбужденных атомов и молекул, колебательного обмена и деактивации колебательного возбуждения при неупругих взаимодействиях показано, что в ионосферной плазме заселенность колебательных уровней молекулярного азота с V < 3 подчиняется больцманов-скому распределению. В области Е и, особенно, в области Р в ионосферной плазме нарушается термодинамическое равновесие между колебательными степенями свободы молекулярного азота и поступательными степенями свободы нейтрального газа, электронов и ионов, то есть, Tv=T„,Ti,Te. Путем численных экспериментов на разработанной модели получены количественные оценки роли колебательно-возбужденного азота в формировании ионосферы в зависимости от времени суток, сезона и уровня солнечной активности. Показано, что его роль наиболее эффективна в летнее время в дневной ионосфере, что усиливает механизм развития сезонной аномалии области £ при увеличении солнечной активности. в) Установлено явление "полной тени", которое возникает в результате несовпадения географического и геомагнитного полюсов при суточном вращении Земли. Это явление характеризуется образованием серпообразной зоны, в которую не попадает ни прямое солнечное излучение, ни авроральная ионизация с конвекцией в течение всей полярной ночи. Зона "полной тени" заключена между плазмопаузой и частью окружности с центром в географическом полюсе и радиусом, равным расстоянию от полюса до терминатора. Одним из следствий явления "полной тени" является механизм образования главного ионосферного провала в электронной концентрации области Р. Этот провал может наблюдаться только в интервале географических долгот от 0° до 200° в северном полушарии и от 0° до -200° в южном полушарии с шириной от 0° до 8° при положений плазмопаузы на 27° геомагнитной кошироты. Провал охватывает наибольшую площадь в период зимнего (летнего) солнцестояния в северном (южном) полушарии и исчезает в равноденствие. г) Развит механизм образования экспериментально установленной температурной инверсии в нижней термосфере в одиннадцатилетнем цикле солнечной активности. На основе модельных расчетов показано, что инверсия температуры имеет глобальный характер и обеспечивается усилением интенсивности турбулентного выхолаживания при увеличении солнечной активности. Роль процессов макроскопического переноса тепла в вертикальном и горизонтальном направлениях при этом значительно слабее и заключается в противодействии развитию инверсионной области. д) Установлен эффект "памяти" ионосферной плазмы, который заключается в длительном (порядка одного часа) сохранении модифицированных структур ионосферы после воздействия на область Р мощной радиоволной накачки. Это свойство ионосферной плазмы обеспечивается интенсивным обменом энергией между тепловыми электронами и колебательными степенями свободы молекулярного азота и относительно большим временем релаксации колебательных квантов. При переменном нагреве области £ ионосферы мощной радиоволной эффект "памяти" позволяет добиться результатов, эквивалентных постоянному воздействию при такой же мощности облучения, что важно для выбора режима работы нагревного стенда при проведении активных экспериментов. Экспериментальное подтверждение предсказанного впервые на модели свойства "памяти" ионосферы за счет аккумулирующего эффекта колебательных квантов является косвенным доказательством эффективной роли колебательно-возбужденного азота в физике ионосферной плазмы.

4. Развитая в;диссертации концепция самосогласованного моделирования ионосферной плазмы имеет важное значение в общей проблеме прогноза состояния ионосферы и верхней атмосферы как элементов единой среды. На этой основе создана первая самосогласованная прогностическая модель ионосферной плазмы, которая прошла апробацию в задачах долгосрочного прогнозирования спокойной ионосферы и в задачах прогноза ее модифицированных структур в активных экспериментах по воздействию на область F мощной радиоволны. Сравнение модельных расчетов критических частот области Р2 с данными мировой сети среднеширотных станций вертикального радиозондирования для различных сезонов, уровней солнечной активности и времени суток показало согласие в пределах 20-3($, что является прямым доказательством прогностических возможностей развитой модели на основе самосогласованного описания ионосферной плазмы.

Апробация результатов работы. Результаты, представленные в диссертации, докладывались и обсуждались на Международном симпозиуме КАПГ по солнечно-земной физике (Тбилиси,1976), по солнечно-земному прогнозированию (Боулдер,США,1979), на ХХШ Пленарной сессии КОСПАР (Будапешт,1980), на Всесоюзных конференциях по физике ионосферы (Ростов,1974; Ашхабад,1976; Мурманск,1979), по распространению радиоволн (Горький,1981), на Международной школе по физике ионосферы (Сочи, 1983), на Всесоюзных семинарах по моделированию ионосферы (Иркутск,1972; Калининград,1973; Иркутск, 1977; Томск, 1978; Тбилиси,1980; Томск,1982), по ионосферному прогнозированию (Звенигород,1979; Хабаровск,1981; Калининград,

-2821983), по физике метастабильных компонент в ионосфере (Калининград, 1981), "Магнитосферные суббури" (Ленинград,1982), на Всесоюзных совещаниях по крупномасштабной структуре субавроральной ионосферы (Якутск,1981), "Неоднородная структура ионосферы" (Алма-Ата, 1981), по моделированию полярной ионосферы (Мурманск, 1978, 1980), на Межведомственном совещании "Требования к моделям ионосферы при расчетах радиотрасс ДКВ диапазона в интересах проектирования и обслуживания систем связи" (Москва,1981), а также на семинарах ряда научных учреждений страны.

Публикации и взаимоотношения с соавторами. Основные результаты диссертации опубликованы в работах [61,85,91-93,104-106,114-116, 127,130,131,135,144,147,148,160,169-173,183,195,198,204-208,216, 226,261-263,277,280-282,285,286]. Основное количество результатов получено лично автором. Часть результатов получена в соавторстве с руководимыми автором сотрудниками и аспирантами. При разработке самосогласованной модели использована теория образования и трансформации метастабильных частиц, разработанная Власовым М.Н.

Автор благодарен руководству отдела радиофизики и лаборатории, сотрудникам этих подразделений за помощь в получении и обсуждении результатов, изложенных в диссертации, за полезные дискуссии и внимание, способствовавшие выполнению диссертационной работы.

V i

-283

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список источников диссертации и автореферата по физике, доктора физико-математических наук, Колесник, Анатолий Григорьевич, Томск

1. Крючков С.И. Условия распространения коротких электромагнитных волн в земной атмосфере. - Лурн. прикладной физики,1930, т.7, * 3, с.61-68.

2. Кессених B.H. Распространение радиоволн. M.: изд.технико-теоретической литературы, 1952. - 488 с.

3. Ратклифф Дж. Введение в физику ионосферы и магнитосферы. -М.: Мир, 1975, 296 с.

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

5. Иванов-Холодный Г.С., Никольский Г.М. Солнце и ионосфера. -М.: Наука, 1969. 455 с.

6. Dungey G.W. The effect of embipolar diffusion in the nighttime F- layer.- J. Atmosph. Terr. Phys., 1956, v.9» N3/2, p. 90-102.

7. Yonezawa T.A. A new theory of formation of the F 2- layer.- J. Atmosph. Terr. Phys., 1959» v.I5» p. 89-94.j0. Bowhill S.a. The formation of thB daytime peak of the ionospheric F2-layer.- J. Atmosph. Terr. Phys., 1962, v. 24, p. 503-520.

8. Ferraro V.C.A. Diffusion of ions in the ionosphere. -Terr. Magn. Atmos. Elect., 1945, v. 50, p. 215-222.

9. Gliddon J.E., KendallP.O. A mathematical model of the F2-region.-J. Atmosph. Terr. Phys., 1962, v. 24, р.1073-Ю81.

10. Rishbeth H. Further analogue studies of the ionospheric F-Layer. Proc. Phys. Soc. , I963, v.8l, » 519, p. 65-77.

11. Поляков B.M. О диффузии заряженных частиц в области £ ионосферы в средних широтах. « Геомагнетизм и аэрономия, 1966, т.6, » 2, с.341-351.

12. Поляков В.М. Вертикальное распределение электронно-ионного газа при слабых источниках потока диффузии. Геомагнетизм и аэрономия, 1967, т.7, £ I, с.183-185.

13. Hanson W.B., Johnson F.S. Electron tenqaeratures in the ionosphere.-Memoir Soc. R. Liege., I96I, v. 4, N 5, p. 390-423.

14. Hanson W.B. Electron temperatures in the upper atmosphere.-Space Research, I963i N 3» p. 282-302.

15. Dalgamo A., McDowell M.R.C., Moffet R.J. Electron temperatures in the . ionosphere.-Planet Space Sci., I963f v.II, N5, p. 463-484.

16. Banks P.M. Charged particale temperatures and electron thermal conductivity in the upper atmosphere.-Ann. de gdophys., 1966, v. 22, p. 577-587.

17. Chandra S., Stubbe P. Ion and neutral composition changes in the thermospheric region during magnetic storms.-Planet. Space Sci., 1971» v.I9, N5, p. 491-502.

18. Chandra S., Stubbe P. On explaining the I region seasonal in terms of composition chages in the lower atmo sphere •-Planet. Space Sci., 1971, v. 19, N 5, P* 491-502.

19. Stubbe P., Chandra S. Ionospheric warming by-neutral winds.-Planet. Space Sci., 1971» v. 19» p.73I-747.

20. Stubbe P. Ionospheric Research , Sci. Вер. Nn 418» Penn. State University, 1973» P« 156.

21. Намгаладзе A.A., Латышев K.C., Никитин M.H. Динамическая модель невозмущенной ионосферы. I. Москва, 1972. - 21 с. (Препринт / ИЗМИРАН.: 7).

22. Hayr H.G., Brace L.H., Dunham G.S. ion composition and, temperature in the tipside ionosphere.-J. Geophys. Res., 1967» v. 72» N17» p. 4391-4404.

23. Banks P.M. , Nagy A.F. , Axford W.i. Dinamical behavior of thermal protons in the mid-latitude ionosphere and magnetosphere.-Planet. Space Sci., 1971» v.I9» N9» p. .1053-1067.

24. Кутимская M.A., Поляков B.M., Климов H.H. и др. Динамическая модель взаимодействия области Р ионосферы и плазмосферы. -Геомагнетизм и аэрономия, 1973, т.13, № I, с.41-46.

25. Ивановский А.И., Репнев А.И., Швидковский Е.Г. Кинетическая теория верхней атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. -258 с.

26. Гервман Б.Н. Динамика ионосферной плазмы. М.: Наука, 1974. - 256 с.

27. БсЬ-.тшк Transport equations for aeronomy. -Planet. Space Sci., 1975» v.23» p. 437-485.

28. Кринберг И.А. Методы описания и классификация космической плазмы. I. Основные уравнения плазмы. В кн.: Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып.16. М«: Наука, 1971, с.3-39.

29. Изаков М.Н. Об уравнениях общей циркуляции верхней атмосферы.- Докл. АН СССР, 1967, т.177, К 6, с.1324-1329.

30. Chandra S. Energetics and thermal structure of the middle atmosphere.-Planet. Space sci., 1980, v. 28, N6, p. 585-593*

31. Ферцигер Дж., Капер Г. Математическая теория процессов переноса в газах. М.: Мир, 1976. - 554 с.

32. Banks P.M. , Kockarts G. Aeronomy. Part В.-New York and London;s Academic press, 1972.- 355 P*

33. Щепкин Л.А., Климов H.H. Термосфера Земли. М.: Наука, 1980,- 220 с.

34. Днестровский Ю.Н., Костомаров Д.П. Математическое моделирование плазмы. М.: Наука, 1982. - 320 с.

35. Watkins B.J. A numerical computer investigation of polar F-region ionosphere.-Planet.Space Sci., 197b, v.26, N6, p. 559-569*

36. Клименко B.B., Намгаладзе А.А. О роли конвекции в формировании провала и плазмопаузы. Геомагнетизм и аэрономия, 1980, т.20, * 5, с.946-950.

37. Намгаладзе А.А., Клименко В.В., Саенко Ю.С. В кн.: Динамические процессы и структура полярной ионосферы. Апатиты, 1980, с.3-10.

38. Гальперин Ю.И. и др. Изменения в структуре Р -слоя полярной ионосферы при смене знака У-компоненты межпланетного магнитного поля. Эффект Свальгарда-Мансурова в ионосфере. Космические исследования, 1980, т.18, * 6, с.877-898.

39. Sojka J.J., Raitt W.J., Schunk R.W. Effect of displced geomagnetic and geographic poles on high-latitude plasma convection and ionospheric depletions. J. Geophys. Res.,1979» v. A84, ОТО, p. 5943-5951.

40. Dickinson R.iU., Ridly E.C., Roble R.G. A three-dimensional general circulation model of the thermosphere.

41. J. Geophys. Res., I98I, v. A86, N 3, p. I499-I5I2.

42. Глушаков МЛ., Дулькин B.H., Ивановский А .И. Модель суточных вариаций параметров термосферы. I. Исходные предпосылки и метод решения* Геомагнетизм и аэрономия, 1979, т,19, ft 4, с.663-670.

43. Глушаков М.Л., Дулькин В.Н., Ивановский А.И. Модель суточных вариаций параметров термосферы. П. Результаты расчетов.-Геомагнетизм и аэрономия, 1979, т.19, » 5, с.859-864.

44. Bank's P.M., Kockarts G. Aeronomy. Part A. New Uork and London: Academic press, 1973»- 4-30 p.

45. Колесник А.Г., Чернышев В.И. Скорости нагревания ионосферной плазмы солнечным излучением. I. Нагревание фотоэлектронами. Геомагнетизм и аэрономия, 1978, т.ХУШ, ft I, с.24-32.

46. Кринберг И.А. Кинетика электронов в ионосфере и плазмосфере . Земли. М.: Наука, 1978. - 214 с.

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

48. Cicerone E.J. at el. Thermalization and transport of photoelectrons: a comparison of theoretical approaches. -J. Geophys. Res., 1973» v. 78, N 12, p. 6709-6728.

49. Репнев А.И. О нагревании термосферы солнечным ультрафиолетовым излучением, 4.I.-B кн.: Труды ДАО. Теоретические вопросы физики верхней атмосферы, вып. 115. М.: Гидрометеоиздат, 1973, с.54-67.

50. Stolarski B.S., Johnson N.P. Photoionization and photoabsorp-tion cross sections for ionospheric calculations. J. Atmos. Terr. Phys., 1972, v. 34, N Ю, p. 1691- I?OI.

51. Tohmatsu T., Ogawa T., Tsuruta H. Photo-electronic processes in the upper atmosphere. 1. Energy spectrum of primary photo-electrons. Report of Ionosphere apace Res. in Japan, 1965, v. 19, p. 482-508.

52. Чернышев В.И. Описание циклических вариаций потока ультрафиолетового излучения Солнца с помощью модели. В кн.: Доклады юбилейной научно-технической конференции радиофизического факультета, ч.П. Томск, ТГУ, 1973, с.192-196.

53. Иванов-Холодный Г.С., §ирсов В.В. Спектр коротковолнового излучения Солнца при различных уровнях активности. Геомагнетизм и аэрономия, 1974, t.XJJ, ft 3, с.393-398.

54. Schunfc G.J. Vibrational excitation of H2, CO, and H2 by- electron impact. Pnys. Rev., 1964, v. 135, N 4A, p. a988-A994.

55. Green A.E., Stolarski R.S. Analytic models of electron impact excitation cross sections. J. Atmosph. Terr. Phys. , 1972, v. 34, N 10, p. 1703-1717.

56. Henry R.J.W., Burke P.G., Sinfailam A.L. Scattering of electrons by C, N, 0, N+, 0+, and 0++. Phys. Rev., 1969» v. 178, N I, p. 218-225.

57. Hake R.D., Phelps A.V. Momentum-transfer and inelastic collision cross sections for electrons in Og» CO and COg. Phys. Rev., 1967, v. 158, И 70.

58. Swartz W.E., Nisbet J.S., Green A.E. Ail analytic expression for the photoelectron-thermal electron energy transfer rate. J. Geophys. Res., 1971» v. 76, p. 8425-8426.

59. Slanger T.G., Black G. Electronic to - vibrational energytransfer effeciency in the O^D)-^ and O^DJ-CO. J. Geophys. Res., I974-» v. 60, N 2, p. 465-477.

60. Schunk R.W., Hays P.B. Theoretical N2 vibration in an Aurora. Planet. Space Sci., I97I, v. 19, p. 1457-1461.

61. Jamshidi E., Fisher E. R., Kummler R;H; Vibrational temperature of N2 in E and F regions. J. Geophys. Res., 1973»v. 78, N 27, p. 6I5I-6I66.

62. Slanger T.G., Black G.B. ^SJ quenching profile between 75 and 115 km. Planet. Space Sci., 1973» v. 21, N 10,p. 1757-1761.

63. Meyr J.A., Klosterboer D.H., Setser D.W. Energy Transfer reactions of IV. Measurement of the radiativelifetime and study of the interaction defins other molecules.-J. Chem. Phys., 1971, v. 55, N5, p. 2084-2091.

64. Taylor G.W., Setser D.W. A comparison of the reactivites of the lowest excited stajres of nitrogen ) and carbon monoxide (a37T ). J. Amer. Chem. Soc., 1971, v. 93, N 19, p. 4930-4932.

65. Zipf E.C. The collisional deactivation of metastable atomsand moleculs in the upper atmosphere. Canadian J. Chem., 1969, 47, p. 1863-1870.

66. Изаков М.Н. О функции нагревания термосферы. I. Геомагнетизм и аэрономия, 1970, т. X, » 2, с.283-290.

67. Изаков М.Н., Морозов С.К. О функции нагревания термосферы.

68. П. Нагревание термосферы солнечной радиацией в континууме 1у-мана-Рунге. Геомагнетизм и аэрономия, 1970, т. X, В 4, с.630-636.

69. Данилов А.Д., Власов М.Н. Фотохимия ионизованных и возбужденных частиц в нижней ионосфере. Л.: Гидрометеоиздат, 1973.- 190 с.

70. Порошин В.В., Тресков Ю.А., Власов М.Н*, Колесник А.Г., Чернышев В.И. О колебательной температуре азота в термосфере.- В кн.: 1У Межведомственный семинар по моделирование ионосферы. Томск, TIY, 1978, с.22-24.

71. Власов М.Н., Чернышев В.И., Колесник А.Г. Распределение молекулярного азота по колебательным уровням в верхней атмосфере. Геомагнетизм и аэрономия, 1978, т.ХУШ, № Л, с.645-651.

72. Jamshidi E., Fisher E.R., Kummler R.H. Vibrational temperature of Ng in the E and If regions. J. Geophys. Res., 1973, v. 78, N 27, p. 6I5I-6I66.

73. Tully J. Collision complex model for spin forbiden reactions: quenching of O^D) by Ng. J. Chem. Phys., 1974-, v. 61, N I, p. 61 - 68.

74. Vlasov M.N. The photochemistry of excited species. J. At-mosph. Terr. Phys., 1976, v. 38, p. 807 - 820.if-292

75. Torr M.R., Richards P.G., Torr D.G. Solar EffV energy budget of the thermosphere.

76. Adv. Space Res., 1981, v.I, N12, p.53-61.

77. Колесник А.Г. Нестационарная гидродинамическая модель Р области ионосферы. * В кн.: Исследования по аэрономии, геомагнетизму и распространению радиоволн. Труды СФТИ. Томск, изд-во ТГУ, 1975, с.54-61.

78. Колесник А.Г., Чернышев В.И. Нестационарная самосогласованная модель среднеширотной Р -области ионосферы. В кн.: Ионосферные исследования, £ 31, М.: Радио и связь, 1981, с.21-30.

79. Колесник А.Г. Самосогласованный расчет колебательной температуры азота в области £ ионосферы. Геомагнетизм и аэрономия, 1982, т.22, № 4, с.601-607.

80. Мак-Ивен М., Филлипс I. Химия атмосферы. М.: Мир, 1978. - 275 с.

81. Schimazaki Т. Dynamic effects on height distributions of neutral constituents in the Earth's upper atmosphere:a calculation of atmospheric model between 70km and 500km.— J. Atmosph. Terr. Phys., 1968, v.30, p.1279-1292.

82. Rishbeth H., Moffett R.J., Bailey G.J. continuity air motion in th® mid-latitude thermosphere. —

83. J .Atmosph. Terr. Phys., 1969, v.31, p.1035-1047♦

84. Бэнкс П.М. Тепловой режим ионосферы. Труды института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике, 1969, т.57, ft 6, с.6-30.

85. Казимировский Э.С., Кокоуров В.Д. Движения в ионосфере. -Новосибирск: Наука, 198 . «• 344 с.124 « Walker J.C.G. Oxygen and nitrogen vibration in the thrmosphere.-In: Physics and chemistry of upper thermosphere. Dordrecht-Hollond, 1973. p.203-212.

86. Fuimoto G. Nitzan A., Weltz E. Diffusion of vibrationally excited molecule.-Chemical Physics ,I976n,v.I5, Я 2, p.217-225.

87. Schmeltekopf A.L. , Ferguson E.E., Fehsenfeld P.O. Afterglow studies of the reactions He+, He(2^s), and 0* with vibrationally excited Ng.-J| Chem. Phys., 1968, v.8, N7. p.2966-2973*

88. Колесник А.Г., Чернышев В.И. Вариации нейтрального состава термосферы на высотах 120-200 км. В кн.: Ионосферные исследования. М.: Соврадио, 1978, ft 25, с.60-66.

89. Катюшина В.В., Иванов-Холодный Г.С. Полугодовые вариации концентрации атомного кислорода. Геомагнетизм и аэрономия, 1971, т.И, » 5, с.919-920.

90. Mayr H.G. , М aha о an К. К. Seasonal variation^ in the P2 region.-J. Geophys. Bes., 1971, v.76, N4, р.Ю17-Ю27.

91. Колесник А.Г. Полугодовые вариации нейтрального состава основания термосферы Земли. Геомагнетизм и аэрономия, 1975, т.15, ft 2, о.286-290.

92. Колесник А.Г. Эмпирическая модель сезонных измерений нейтрального состава основания терносферы. В кн.: Физика ионосферы. М.: Наука, 1976, с.82-83.

93. Иванов-Холодный Г.С., Катюшина В.В. Полугодовые вариации состава атмосферы на высотах 130-200 км. Геомагнетизм и аэро• номия, 1974, т.14, ft 4, с.674-679.

94. Данилов А.Д., Шашилова Н.А. Эмпирическая модель нейтрального состава атмосферы на высотах 130-200 км. В кн.: Некоторые проблемы аэрономии. Труды ИПГ, вып. 16, 1971. М.: Гидрометео-издат, с.57-66.

95. Offermann D. Composition variations in the lower thermosphere.-J. Geophys. Res., 1974, v.79, N28, p. 4281-4293.

96. Колесник А.Г., Чернышев В.И. Вариации нейтрального состава термосферы на высотах 120-200 км. В кн.: Ионосферные исследования. М.: Соврадио, 1978, ft 25, с.60-67.

97. Иванов-Холодный Г.С. Состав и строение верхней атмосферы Земли. В кн.: Геомагнетизм и высокие слои атмосферы: Итоги науки и техники. М.: ВИНИТИ, 1976, т.З, с.7-61.

98. Hedin А.Р. et al. Empirical model of global thermospheric and composition based on data from the 0G0-6 quadrupole mass spectrometer.-J. Geophys. Res., 1974, v.79» HI, p. 215-225.

99. Evans J.V. Observation of F-region vertical velocities at Millstone Hill .II. Evidence for fluxes into and out of the prоtonosphere. -Radio Sci., 1971, v.6, N10, p. 843-854.

100. Evans J.V. Observation of the F-region vertical velocities at Millstone Hill. I. Evidence for drifts due to expation,contraction and winds. -Radio Sci., 1971, v.6, N6, p. 609-626.

101. Evans J.V. Millstone Hill Thomson scatter results for I969.-Tech. Rep., Mass., 1974, N5l3,I39p.

102. Evans J.V. MidlQtitude F-region densities and temperatures at sunspot minimum.-Planet. Space Sci., 1967, v.15, N9, p. 1387-1405.

103. Evans J.V., Holt J. Observation of F-region vertical velocities at Millstone Hill. 111. Determination of latitude distribution of B*' -Radio Sci., 1971, V.6, N 10, p. 855-861.

104. Evans J.V. Millstone Hill Thomson scatter results for 1965.-Planet. Space Sci., 1970, vjI8, N 8, p. 1225-1253.

105. Колесник А.Г., Чернышев В.И. Об одном алгоритме численного решения системы уравнений модели ионосферной плазмы. В кн.:

106. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып. • М.: Наука, 1982, с.

107. Латышев К.С., Намгаладзе А.А. О методах численного решения задачи моделирования среднеширотной ионосферы. В кн.: Вопросы моделирования ионосферы. Калининград, изд-во KIY, 1975, с.36-44.

108. Самарский А.А., Попов Ю.П. Разностные схемы газовой динамики .-М.: Наука, 1975. 351 с.

109. Vlasov М.Н., Kolesnik A.G. Self-consistent model of the ionospheric plasma and the hydro dynamic forecast.-Solar Terrestrial Predictions Proceedings; 1У80, v. 4, p. 47-56.

110. Vlasov M.N. Eolesnlfc a.G. Comparison of the enqpiricalthermospheric models and the self-consistent modelof the ionospheric plasma. i-Adv. Space Res., I98I, v.i, p.187-194.

111. J49# Hedin a.G. et &1. a global thermospheric modelbased on mass spectrometer and incoherent scatter data

112. MSIS. 1. Hg density and temperature.-J. Geophys. Res., 1977, v. 82, H 16, p. 2139-2147.

113. Hedin д.Е. et al. A global thermospheric model based on mass spectrometer and incoherent scatter data MSIS. 2. Composition.-J. Geophys. Res., 1977, v. 82, N 16, p. 2148-2156,.151. CIRA 1У72.-Berlin: Akademie Verlag, 1972 - 450 p.

114. Barlier P. et al. a thermospheric model based on satellite drag data.-Ann. Geophys., 1978, v. 34, NX, p. 9-24.

115. Jacchia L;G. Thermospheric temperature, density and composition: new models.- Spec. Repts Smithsonian Astrophys. Observ. ,1977,N375,106p.

116. Barlier P. et al. Comparisons between various semi empirical thermospheric models of the terrestrial atmosphere.-J. Atmosph. Terr. Phys., 1979, v.41, N5, p. 527-541.

117. Kbckerts G. Some recent advances in thermospheric models. -Aeronomica Acta, 1980, A, N 222 , 25 p.

118. Jacchia L.G. Empirical models of the tiiermosphere and requirements for improvements. Adv. Space Res., 1981, v. I, p. 61-86.

119. Evans J.7. A study of F2 region night-time vertical ionization fluxes at Millstone Hill. Planet. Space Sci., 1975, v. 23, N 12, p. I6II - 1619.

120. Roemer M. Recent observational results on the neutral upper atmosphere. Space Res., XI, 1971, v. 2; p. 761 - 778.

121. Waldteufel P., Cogger L. Measurements of the neutral temperature at Aresibo. J. Geophys. Res., 1971, v. 76, Ж 22, p. 5322 - 5336.

122. Колесник А.Г. Численное моделирование сезонных изменений

123. F -области ионосферы. В кн.: $изика ионосферы. М.: Наука, 1976, с.139-140.

124. Evans J.V. Ionospheric backscatter observations at Milstoune Hill. Planet. Space Sci., 1965, v. 13, p. 1031 - I074-.

125. Клюева H.M. Вариации электронной температуры на высотах 110-200 км по данным некогерентного рассеяния. В кн.: Труды ИЭМ* М.: Гидрометеоиздат, 1978, вып. 6(74), с.74-82.

126. Бауэр 3. Физика планетных ионосфер. М.: Мир, 1976, 251 р.

127. Соболева Т.Н. Модельные профили суточного распределения электронной концентрации спокойной ионосферы на средних ойротах. М.: Препринт ИЗМИРАН, 1972, II 20, -38 с.

128. Raver К., Krishnan S.R. Tentetive tables of electron density and excess electron temperature for latitude. Proc. XVII General Assembly of URSI, August, 19724

129. Власов М.Н., Изакова Т.М. Роль колебательного возбуждения в формировании зимней аномалии ионосферной плазмы. Докл. АН

130. СССР, 1980, т.254, ft I, с.65-68.

131. Тогг A.G., Torr M.R. Richards P.G. Causes of the F-regionwinter anomaly. Geophys. Res. bet., 1980, v.7, N 5» p. 301 - 304.

132. Колесник А.Г., Голиков И.А. Двухмерная нестационарная модель области I? ионосферы. Геомагнетизм и аэрономия, 1981, т.21, № I, с.64-70.

133. Колесник А.Г., Голиков И.А. Трехмерная модель высокоширотной области S с учетом несовпадения географических и геомагнитных координат. Геомагнетизм и аэрономия, 1982, т.22, ft 5, с.725-731.

134. Лазарев В.И. Поглощение энергии электронного цучка в верхней атмосфере. Геомагнетизм и аэрономия, 1967, т.7, В 2, с.278-283.

135. Boble E.G., Bees М.Н. Time—dependent studies of aurora: effects of particle precipitation on the dynamic morphology of the ionospheric and atmospheric properties. Planet. Space Sci., 1977» v. 25, N II, p. 991 - IOIO.

136. Мизун Ю.Г. Полярная ионосфера. Л.: Наука, 1980. - 216 с.

137. Boble E.G., Bees М.Н. Time-dependent studies of aurora: effects of particle precipitation on the dynamic morphology of the ionospheric and atmospheric properties. Planet» Space Sci., 1977, v. 25, N11, p. 991 - IOIO.

138. Власков В.А., Мизун Ю.Г., Мингалев B.C. и др. Математическое моделирование процессов в ионосфере. В кн.: Вопросы физики высокоширотной ионосферы. - Л.: Наука, 1976, с.3-20.

139. Голиков И.А., Колесник А.Г. Метод расщепления для решения трехмерного уравнения непрерывности ионов 0*". В кн.: Исследования по электродинамике и распространению электромагнитных волн. Томск: изд-во ТГУ, 1977; а.142-146.

140. Placeman D.W., Rachford Н.Н. The numerical solution of parabolic and elliptic differencial equations. SIAM J., 1955, v. 3, И I, p. 28-42.

141. Яненко Н.Н. Об экономичных неявных схемах (мётод дробных шагов). Докл. АН СССР, I960, т.134, № 5, с.1034-1036.

142. Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Новосибирск: Наука, 1967, 195 с.

143. Яненко Н.Н. Об одном разностном методе счета многомерного уравнения теплопроводности. Докл. АН СССР, 1959, т.325, * 6, с.1207-1210.188^ Крылов В.И., Бобков В.В., Монастырский П.И. Вычислительные методы, ч.П. М.: Наука, 1977. - 399 с.

144. Самарский А.А. Об одном экономичном разностном методе решения многомерного параболического уравнения в произвольной области. ЖВМ и МФ, 1962, т.2, # 5, с.786-811.

145. Самарский А.А* Теория разностных схем. М.: Наука, 1977, • 656 с.

146. Марчук Г.И. Численные методы в прогнозе погоды. Л.: Гидрометеоиздат, 1967, - 353 с.

147. Марчук Г.И., Кочергин В.П., Саркисян А.С, и др. Математические модели циркуляции в океане. Новосибирск: Наука, 1980, - 287 с.

148. Численное решение многомерных задач газовой динамики. Под ред. Годунова С.К. М.: Наука, 1976, - ТО с.

149. Чушкин П.И. Метод характеристик для пространственных сверхзвуковых течений. М.: Изд. ВЦ АН СССР, 1968. - 122 с.

150. Колесник А.Г., Голиков И.А. Механизм формирования главного ионосферного провала области £ • Геомагнетизм и аэрономия, 1983, т.23, * 6 , с. 909- 9<А.

151. Голиков И.А., Зикрач Э.К., Мамруков А.П. Долготный эффект в локализации главного ионосферного провала. В кн.: Бюлл. НТИ. Проблемы космофизики и аэрономии. Якутск: изд. ЯФ СО АН СССР, 1981, с.15-18.

152. Зикрач З.К., Мамруков А.П. Главный ионосферный провал в электронном содержании на субавроральных широтах. В кн.: Комплексные исследования явлений высокоширотной ионосферы. Якутск: изд. ЯФ СО АН СССР, 1981, с.3-11.

153. Колесник А.Г., Голиков И.А. Явление "полной тени в верхней атмосфере Земли. Докл. АН СССР, 1983, т. , № , с.199» Muldrew D.B. F-layer ionisation trough deduced from Alouette data. J. Geophys. Res., 1965» v. 70, N II, p. 2635 - 2650.

154. Ляцкий В.Б., Мальцев Ю.П. О происхождении среднеширотного провала и полярной полости в распределении ионосферной концентрации. Геомагнетизм и аэрономия, 1981, т.21, К I,с. 183-185.

155. Horwitz J.L., Cobb W.K., Baugher C.R. at el. On the relationship of the plasmopause to the equatorward boundary of the auroral oval and to the inner edge of the plasma sheet.-J; Geophys. Res.,1982, v. 87, N All, p. 1059 Ю69.

156. Королев C.C., Колесник А.Г. Распределение 0 и С^ в нижней термосфере в зависимости от профиля коэффициента турбулентного перемешивания. Геомагнетим и аэрономия, 1979, т.19, » I, с.77-81.

157. Власов М.Н., Колесник А.Г., Королев С.С. О температурной инверсии термосферы. Геомагнетизм и аэрономия, 1981, т.21, №2, с.435-439.

158. Колесник А.Г., Королев С.С., Пасынков С.А. О температурной инверсии термосферы. Геомагнетизм и аэрономия, 1982, т.22, с.435-439.

159. Колесник А.Г., Королев С.С., Чернышев В.И. О построении двухмерной модели термосферы с учетом особенностей высокоширотной области. В кн.: Распределение электронов и физические процессы в полярной ионосфере. Апатиты, изд. КФ АН СССР, 1981, с.83-90.

160. Колесник А.Г., Королев С.С. Трехмерная модель термосферы. -Геомагнетизм и аэрономия, 1983, т.23, № 4, с.

161. Shimazaki Т. Effective eddy diffusion coefficient and atmospheric composition in the lower thermosphere. J. Atmosph. Terr. Phys., 1971, v. 33, N 9, P. 1383 - 1401.

162. Ogawa Ш., Shimazaki Ш. Diurnal variations of nitrogen and ionic densities in the mesosphere and lower thermosphere: simultaneous solution of photochemical-diffusive equations.-J. Geophys. Res., 1975, v.80, N 28,p.39^5-3960.

163. Власов M.H., Давыдов В.Ё. Исследование теоретического описания распределения основных нейтральных компонент верхней атмосферы. Геомагнетизм и аэрономия, 1981, т.21, № 4,с.683-688.

164. Хантадзе А.Г. Некоторые вопросы динамики проводящей атмосферы. Тбилиси: изд. Менциереба, 1973. - 279 с.

165. Friedman М.Р. Upper atmosphere dynamics.-Spec, report. Smiht. astrophys. observ., 1970, n I36- 53p.

166. Гарифулина Л.А., Кринберг И.А. Нагрев: электронного газа фото электронами на высотах 200-300 км. * В кн.: X Всесоюзная конференция; по распространению радиоволн. М.: Наука, 1972» с.25*29.

167. Гинзбург Э.И., Жалковская Л.В. Система термосферных ветров в приполюсной области. В кн.: Ионосферные исследования• » 31. М.: Радио и связь, 1981, с.31-39.

168. Колесник А.Г., Королев С.С., Чернышев В.И. Метод решения системы уравнений двухмерной самосогласованной модели термосферы. В кн.: Ионосферные исследования, вып. 37, М.: Соврадио, 1983, с.

169. Eoble E.G., Salah J.E., Emery B.E. The seasonal variation of the diurnal thermospheric winds over Milstone Hill during solar cycle maximum*-J. Atmosph. Terr. Phys., 1977, v. 39, p. 501-5И.

170. Anayenc P., Wasseur G. Neutral winds deduced from incoherent scatter observations and their theoretical interprit ations.-J; Atmosph. Terr. Phys., 1972, v.34, N 3, p. 351-364.

171. Тулинов Г.Ф., Шанэн М.Л. О связи теплового режима полярной термосферы с II-летним циклом солнечной активности. Докл. АН СССР, 1978, т.238, » 2, с.307-309.

172. Alcade D., Fontanari J., Kockarts G. Temperature, molecular nitrogen concentration and turbulencein the lower thermosphere inferred from incoherent scatter dada.-Ann. Geophys., 1979, v. 35, N2, p. 41-51.

173. Alcade D., Bernard E. Modeling of the lower thermosphere: contributions of incoherent scatter observations .-J. Atmos. Terr. Phys., 1982, v.44, N2, p.95-I09.

174. Schuchardt K.G.H., Blum P.W. Eddy diffusion coefficient and atmospheric models.6Adv. Space Res., 1981, V.I, p. 157-169.

175. Rodrigo R. ^ Nisbet J.S., Battaner E. The effect of ■ horisontal winds upon the chemical conrporitionof the lower thermo sphere at high latitude. "J. Geophys. Res., 1981, v. 86, NA5, p. 3501-3508.

176. Гридчин Г.В., Жадин Е.А., Ивановский А.И. Температура и состав термосферы с учетом вертикальных движений. Геомагнетизм и аэрономия, 1982, т.22, ft I, с.147-149.

177. Both Е. On the determination of upper . atmosphericwind velocities (review).

178. B кн.: Наблюдения искусственных спутников Земли. 1977 (19801981}, №17, с. 181-201.

179. Колесник А.Г., Королев С.С., Чернышев В.И. Влияние конвективного переноса и турбулентного перемешивания на состав и тепловой режим термосферы. Ионосферные исследования, №37, М.: 1983, с.99—ХОЗ.

180. Изаков M.H., Ященко И.А. О вариациях температуры термосферы со временем суток и солнечной активности. Геомагнетизм и аэрономия, 1972, т.12, ft 6, с. I037-I04I.

181. Salah J.E., Evans J.Y. Measurements of thermospheric temperature by incoherent scatter radar.-Space Res.,1973, v. 13, p. 267-286.

182. Mahajan K.K. Diural variation of the ion temperature. -J* Atmosph. and Terr. Phys., 1969, v. 31, HI, p. 93-IOI.

183. Nisbet J.S. Neutral atmospheric temperature from incoherent scatter observation.-J. Atmos. Sci., 1967, v. 24, N 5, p. 586-593.

184. Waldteuf el P., Cogger L. Mesurements of the neutral temperature at Arecibo.-J. Geophys. Res., 1971, v. 76, N 22, p. 5322- 5336.

185. Thiller G., Falin J.L., Barlier F. Global experimental model of the exospheric temperature using optical and incoherent scatter mesurements.-J; Atmos. and Terr. Phys., 1977, v. 39, N 9-Ю, p.II93-1202.

186. Chan E.L., Colin L, Global electron density distribution from, topside soundings.- Proc. of the IEEE, 1969, v. 57, N 6, p. 990- 1004.

187. Tulunay Y. Global electron density distributions from the Ariel 3V satellite at mid-latitudes during quit magnetic periods.- J.Atmos. and Terr. Phys., 1973, v. 35, N 2, p. 233- 254.

188. Лихачев А.И., Слухай А.И. Утренний минимум ионизации слоя F2. Труды СФТИ, вып. 33. Томск: ТГУ, 1954, с.72-85.

189. Елизарьев Ю.Н. Зависимость минимальных критических частот слоя F2 от интенсивности потока солнечного радиоизлучения.- Труды СФТИ, вып.65. Томск: ТГУ, 1975, с. 3-15.

190. Мамруков А.П. Вечернее аномальное повышение ионизации в области F. Геомагнетизм и аэрономия, 1971, т.II, № 6, с. 984-988.

191. Лихачев А.И. Вечерний максимум ионизации. Труды СФТИ, вып.33. Томск: ТГУ, 1954, с. 51-65.

192. Колесник А.Г., Чернышев В.И. Временные характеристики вечернего максимума ионизации. Геомагнетизм и аэрономия, 1971, т.II, № 2, с.350-351.

193. Brace L.H., Theis R.F., Hoegy W.R. A global view of F-region electron density and temperature at solar maximum. Geophys. Res. Lett., 1982, v. 9, N 9, p. 989-992.

194. Brace L.H., TheirsR.F. Global empirical models of ionospheric electron temperature in the upper F-region and plasmasphere based on in situ mesurements from Atmosphere Explorer-C, ISIS -I and ISIS-2 satellites.

195. J. Atmos. and Terr. Phys., 1981, N 43, p. I3I7- 1343.

196. Mahajan K.K., Brace L.H. Latitudinal observation of the thermal balanee in th.? nighttime protosphere.- J. Geophys. Res., I969, v. 74, N 21, p. 5099- 5112.

197. Wrenn G.L., Smith P.A. Results derived from simultaneous mesurements using the Langmuir plate and spherical ion probe on explorer XXXI and the ionosoUnde on Alouettell.- Proc. of the IEEE, 1969, v. 57, N 6, p. 1085-1089.

198. Thuillier G., Falin J.L., Barlier J. Magnetic activity-effects on the exospheric temperature at high latitudes. -J; Atmos. and Terr. Phys., 1980, v. 42, N 7, p. 653-660.

199. Поляков B.M. О динамической модели области P ионосферы. -В кн.: Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца, вып. 10. М.: Наука, 1971, с. 65-73.

200. Фаткуллин М.Н. Сезонная аномалия в области Р2 и во внешней ионосфере как отражение сезонных изменений состава верхней нейтральной атмосферы. Москва, 1971. - 20 с. (Препринт/ ИЗМИРАН.: 7).

201. Фаткуллин М.Н. Некоторые ионосферные признаки пертурбаций нейтрального состава на уровнях турбопаузы во время магнитных бурь. Москва, 1971. - 19 с. (Препринт/ ИЗМИРАН: 14).

202. Намгаладзе А.А. Численное моделирование среднеширотных ионосферных возмущений. В кн.: Диагностика и моделирование ионосферных возмущений. М.: Наука, 1978, с. 57-68.

203. Намгаладзе А.А., Захаров Л.П. Влияние возмущений состава нейтральной атмосферы и термосферных ветров на Р-область ионосферы. В кн.: Исследование ионосферной динамики. М.: ИЗМИРАН, 1979, с. 85-94.

204. Jacchia L.G., Slowey J.W., Zahn U. von. Latitudinal changes of conqposition in the disturbed thermosphere from ESRO-4 mesurements.-J. Geophys. Res., 1976, v. 81, IT I, p. 36-42.

205. Prolss G.l., Zahn U. von. ESRO 4 gas analyzer results. 2. Direct mesurements of changes in the neural composition during on ionospheric storm.- J. Geophys. Res., 1974, v. 79, N 16, p. 2535-2539.

206. Full-Rawell T.J., Rees D. A three dimentional time -dependent simulation of the global dynamicab response of the thermosphere to a geomagneticsubstorm.-J. Atmosph. and Terr. Phys., 1981, v. 43, N 7, p. 701-721.

207. Эмпирические модели среднеширотной ионосферы. / М.Н.§ат-куллин, Т.И.Зеленова, В.К.Козлов и др. М.: Наука, 198I, - 270 с.

208. Колесник А.Г. Структура термосферы. « В кн.: Физика ионосферы. Тезисы лекций УТ Международной школы по физике ионосферы. И.: 1983, с.27-29.

209. Авакян С.В., Дробжев В.И., Краснов В.М. и др. Волны и излучение верхней атмосферы. Алма-Ата: Наука, 1981, 167 с.

210. Данилкин Н.П., Мальцева О.А. Ионосферные радиоволны. Теория, алгоритмы, программы. « Ростов^на-Дону: РТУ, 1977, 176 с.

211. Колесник А.Г. Численное моделирование ионизации в дневной области Р ионосферы под действием мощной радиоволны. ** Б кн.: ХШ Всесоюзная конференция по распространению радиоволн. М.: Наука, 1981» с.126-128.

212. Колесник А.Г. Возмущение области Р ионосферы под действием мощной радиоволны. Изв.ВУЗов. Радиофизика, 1982, т.25,2, с.127-132.

213. Колесник А.Г., Лущ С.В. Периодические возмущения области Р ионосферы под действием мощной радиоволны. Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1982, т.25, № 4, с. 466-46?.

214. Gurevich A.V., Migulin V.V. Investigation^ in the U.S.S.R. of non linear phenomena in the ionosphere.-J. Atmosph. Terr. Phys., 1982, v. 44, N12, p. Ю19-Ю24.

215. Граа С.М., Митяков Н.А., Рапопорт В.О. и др. Тепловая паро-метрическая неустойчивость в ионосферной плазме. Там хе, с« 46-80.

216. Васьков В.В., Гуревич А.В. Самофокусировочная и резонансная неустойчивости в Р -области ионосферы. Там же, с.81-138.

217. Meltz G., LeLevier R.E. Heiting the F region by deviative absorption of radio waves.-J. Geophys. Res., 1970, v. 75, p. 6406-6415.

218. Васьков B.B., Иванов В.Б., Павлов Н.Н., Сидоров И.М. Математическое моделирование крупномасштабных возмущений ионосферы при воздействии мощных радиоволн. В кн.: Межпланетные плазменные потоки и магнитосферные возмущения. М.: ИЗМИРАН, 1978, с.86-98.

219. Бенедиктов Е.А., Игнатьев Ю.А. О диагностике Р -области, возмущенной мощной радиоволной, методом обратного рассеяния радиоволн. В кн.: Влияние мощного радиоизлучения на ионосферу. Апатиты, 1979, с.25-28.

220. Иванов В.Б., Павлов Н.Н., Сидоров И.М. Модель возмущений верхней ионосферы мощными радиоволнами. Геомагнетизм и аэрономия, 1981, т.21, № 2, с.233-238.

221. McNeal R.J., WhitsonM.E., Cook С. Quenching of vibrationally exited N2 by atomic oxygen. -Chem. Phys. Lett., 1972, v. 16, p. 507-5U.

222. Morales G.J., Wong A.Y., Santoru J., Wang L., Duncan L.M. Dependence of plasma line enhancement on hf pulse length and ionosphere preconditioning. -Radio Sci., 1982, v. 17, N 5, p. 1515-1320.

223. Белов B.A., Колесник А.Г. Численные эксперименты в анализе математических моделей ионосферы. Геомагнетизм и аэрономия, 1983, т.23, » 4, с.552-556.

224. Кореньков D.H. Аналитическое решение стационарного уравнения непрерывности для электронной концентрации в Е-области ионосферы. М.: МИЗМИРАН, 1982, № 16(31), (препринт). - 12 с.

225. Колесник А.Г., Чернышев В.И. Возможности прогноза критических частот области F на основе физического моделирования. -В кн.: Ионосферные исследования, вып. 37. М.: Соврадио, 1983, с.

226. Лукин Д.С., Спиридонов Ю.Г. В кн.: Лучевое приближение и вопросы.распространения радиоволн. М.: Наука, 1971,с.265-279.

227. Разработка прогностической модели ионосферы на основе самосогласованного описания ионосферной плазмы: Отчет/СФТИ, руководитель НИР А.Г.Колесник. № ГР 0I82I003093 Томск, 1983, 141 с. .

228. Геяиофизические и метеорологические эффекты в ионосфере. Ред. Казимировский Э.С. Алма-Ата: Наука, 1982. - 173 с.

229. ПРИI 0 ЖЕ НИ Е (акты и справки использования результатов исследования)1. УТВЕРВДАЮ

230. Директор Института прикладной геофизики • Госкомгцдромета д.т.н. у1. С.И. Авдюшин1. АКТ ВНЕДРЕНИЯрезультатов исследования КОЛЕСНИКА Анатолия Григорьевича по докторской диссертации "Самосогласованная модель ионосферы"

231. Алгоритмы, программы и методология предложенной модели ионосферы используются Институтом прикладной геофизики при разработке системы диагностики и прогноза среды для нужд коротковолновой радиосвязи и навигационных целей.1. Зав. отделом ИПГ,

232. Зав. лабораторией ИПГ, доктор физ.-мат. наукдоктор физ.-мат. наук1. А.Д. Данилов1. Н.П. Данилкин" УТВЕРЖДАЮ n

233. Ректор ЯГУ д.ф.-м.н., профессор-. ! Ы /YV J А.И.Кузьмин1984 г.1. Л ' *

234. СПРАВКА об использовании результатов диссертационной работы Колесника А.Г. п Самосогласованной модель ионосферы " в учебном процессе

235. Источники нагревания ионосферной плазмы.

236. Математическое моделирование ионосферы.

237. Зам.зав.кафедрой радиофизики и космофизики,к.ф.-м.н.,доцент А.Г.Корякин

238. Декан физического факультетак.ф.-м.н.,доцент г И.И.Егоров

239. Е Р Ж Д А Ю " ТёмЬкого государственного профессор \\'к\ Ю.С.Макушкин1984г.с в'1. С П А В К Аоб использовании результатов диссертационной работы Колесника А.Г. " Самосогласованная модель ионосферы " в учебном процессе.

240. Источники нагревания ионосферной плазмы и тепловой режим ионосферы.

241. Математические модели ионосферной плазмы.

242. Динамика термосферы и ионосферы.

243. Крупномасштабная структура высокоширотной ионосферы.

244. Декан радиофизического факультета ТТУ, доцент1. С.В.Малянов