Исследование ионосферного распространения радиоволн в высоких широтах: сб. науч. тр. Апатиты, 1990.

излучений между локальной гирочастотой Не+ и частотой отсечки, наличие в этой полоое частот волн с правой или линейной поляризацией. Отмечалась корреляция между нарастанием волн и увеличением концентрации ионов гелия и их после­ дующая энергизация до оверхтешіовнх энергий. Необходимость теоретического осмысления опытішх данных стимулировало появление целого ряда работ. Были проведены численные исследования условий нарастания ЩВ в гелийсоцержащѳй плазме и на их оонове построены модели рас­ пространения волн и нагрева ионов гѳлия Не+ / 6 —I I / . Эти работы имеют один существенный недостаток, поскольку при вычислении как временных, так и прост­ ранственных инкрементов авторы ограничились случаем строго продольных волн, полагая угол между волновым вектором и внешним магнитным полем равным нулю. Между тем при распространении вдоль геомагнитных линий поля ИЦВ могут стано­ виться все более наклонными з а очет рефракции,и предположение продольного распространения монет явиться причиной ошибок. Новым вкладом в теорию альвеновских ионно-циклотронных волн в магнито­ сфере явилась работа / 1 2 / , авторами которой проведено численное исследование волн с волновыми векторами, направленными под произвольным углом к внешнему магнитному полю. Проанализировано влияние тепловых поправок на дисперсион­ ные характеристики волн и показано, что в большинстве случаев структура дис­ персионных поверхностей не претерпевает существенных изменений по сравнению с приближением холодной плазмы. Неустойчивость наклонных волн иооледовалась в тех областях пространства (w ,k ), где для горячих протонов выполняется ус­ ловие резонансам» - k zv|(+ п р. Нами получено выражение для инкрементов наклонных волн в квадратурах, когда распределения частиц по скоростям аппроксимируются бимаксвелловской функцией. Условие резонанса имеет видео =к ѵ. +вл , т . е . учитываются как Z II р высшие циклотронные гармоники, так и черенковскоѳ затухание при произвольном отношении ларморовского радиуса горячих протонов к поперечной длине волны. Для продольных волн результаты согласуются с данными / I I / , а в отсутствие ионов гелия Не+ - с численными раочѳтами / 1 3 / и аналитическими оценками / 4 , 5 / инкрементов наклонных волн. Аналитические Ф о р м у л ы . Рассмотрим гелийсодержащую электрон-протонную плазменную систему, состоящую иэ однородной холодной (Т° ~ІО эВ) фоновой плазмы с концентрацией N® и малой примеси горячих анизотропных субкомпонен­ тов плазмы кольцевого тока (Th ~ 10 кэВ). с концентрацией я^1. Система нахо­ дится во внешнем магнитном поле BQ, направленном по оси z и удовлетворяет следующим достаточно общим соотношениям / 4 / : N° >>N£* w° <<wa • ѴА> >ѵа * v A<sw£* где wa =\j 2 Ta /ma - тепловая скорость чаотиц с о р т а а - р ,е ,і(про тоны , электроны и ионы гелия Не+ ) ; ѵА - альвѳновская скорость; ѵ8=ѴТр/тв - окорость звука. Пренебрегая вкладом энергичных частиц кольцевого тока в дисперсионные овойства системы, будем полагать, что показатель преломления определяется холодной плазмой. Горячая анизотропная плазма кольцевого тока приводит к во­ зникновению в оистемѳ ионно-циклотронной неустойчивости,и от нее зависят лишь инкременты генерируемых волк. Для продольных волн с частотами ниже гирочастоты протонов показатель преломления можно записать в вице: 66