Горохов Н.А. Особенности ионосферного распространения декаметровых волн в высоких широтах. Ленинград, 1980.

Г л а в а 1 ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ВЫСОКОШИРОТНОЙ ИОНОСФЕРЕ И ЕЕ ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА 1.1. Современные представления о причинах и механизмах геофизических возмущений и методы их исследования 1.1.1. Структура магнитосферы Земли. Все экспериментально наблюдаемые особенности ионосферного распространения радиоволн в высокоширотной ионосфере вызваны ее пространственной структу­ рой и специфическими процессами, протекающими в ней. Эти процес­ сы, в свою очередь, определяются взаимодействием солнечного вет­ ра с магнитосферой Земли. Отличительной особенностью высокоши­ ротной ионосферной плазмы в периоды возмущений является то, что она является неравновесной средой. Неравновесность ее проистека­ ет и з-за того, что в этой плазме присутствуют электрические поля, токи, а также пучки заряженных частиц. Настоящая глава посвящена рассмотрению тех эффектов, кото­ рые определяют специфику ионосферного распространения радиоволн декаметрового диапазона. Благодаря особой конфигурации геомагнит­ ного поля физические процессы в высокоширотной ионосфере характе­ ризуются целым рядом отличительных признаков. Вдоль магнитных силовых линий в ионосферу полярной зоны вторгаются потоки заря­ женных частиц, которые являются источником различных возму­ щений. В высоких широтах различают два типа ионосферных возмущений, которые влияют на характер распространения радиоволн: поглощение полярной шапки (ППШ) и авроральные возмущения. Причиной того и другого явления является вторжение в верхние слои атмосферы потоков заряженных частиц, а отличие между ними связано с энер­ гетическим спектром и интенсивностью вторгающихся потоков. В основных чертах морфология ППШ изучена достаточно подроб­ но, в то время как авроральное возмущение - явление более слож­ ное и многие закономерности его поведения нуждаются в изучении. Считается установленным, что ППШ связано со вторжением прото­ нов с энергией порядка 10 МэВ, но плотность потоков при этом до­ статочно низкая, и взаимодействием заряженных частиц в пучке можно пренебречь. Поэтому закономерности движения частиц в магнитном поле Земли достаточно хорошо аппроксимируются теорией движения одиночного заряда в поле магнитного диполя [ l j . Авроральные возмущения связаны с существенно более плотными потоками менее энергичных частиц (электронов и протонов). Их дви­ жение в геомагнитном поле описывается более сложными уравнени­ ями , ввиду того что здесь необходимо учитывать взаимодействие заряженных частиц в пучке. Благодаря магнитосферному происхож— 6