Исследование ионосферы высоких широт: сб. науч. трудов. Апатиты, 1990.

Нижерассмотренмеханизмформированиямелкомасштабных10-20 кмнауров­ неионосферывытекающихизионосферытоков, связанныхсоструктуройтипа'Пе­ ревернутогоѵ". Будетпоказано, чтомелкомасштабныйпродольныйтокидуга полярногосиянияпоявляютсянакраюданнойструктуры. Постановказадачи. Однимизвозможныхмеханизмов, приводящихкформи­ рованиюкрупномасштабныхимелкомасштабныхградиентовдавлениямагнитосфер- нойплазмыисвязанныхснимипродольныхтоков, являетсяразвитиежелобковой илиперестановочнойнеустойчивости. Вработах/6-7/ рассмотреноразвитиепе­ рестановочнойнеустойчивостинавнешнейивнутреннейграницахплазменного слоясучетомпроводящейионосферы, вработе/8/ продолженоисследование даннойнеустойчивостисучетомвлиянияпродольныхтоковнаионосфернуюпро­ водимость. Согласно/7/ неоднородностидавлениярвплазменномслоеориенти­ руютсявнаправлениивосток-западидвижутсяприблизительнососкоростью конвекции. Пустьвплазменномслоемагнитосферысформировалсякрупномасштабный градиентдавлениямасштаба100-200 кмнауровнеионосферы, ориентированный приблизительновдолготномнаправлении. Продольныйтоксвязансградиентом давлениявнеоднородноммагнитномполесоотношением/9/ j„ “ Сv p w ] ) , (I) где p - изотропноедавлениевмагнитосфере; ѵ - £ d z /в,L - длинамагнит­ нойсиловойтрубки; е2 - векторвдольмагнитнойсиловойлинии. Вытека­ ющийивтекающийпродольныйток, обусловленныйградиентомдавления р , за­ мыкаетсянапоперечныйпедерсеновскийихолловскийтокивионосфере, причем ионосфернаяпроводимостьзависитотвеличиныинаправленияпродольныхтоков. Структурутипа "перевернутого ѵ " свяжемсполосойвытекающегоизионо­ сферытокашириной100 км. Возмущениепроводимости д £ вовнешнемэлектрическомполеEQ вионосфе­ ревызываетпоявлениеполяризационногоэлектрическогополя дЕ , котороепе­ редаетсявдольмагнитныхсиловыхлинийвмагнитосферуиприводиткизмене­ ниюградиентадавлениямагнитосфернойплазмы др . Свозмущениемдавления связаныпродольныеэлектрическиетоки, которыевызываютвсвоюочередьвоз­ мущениеионосфернойпроводимости. Схемаобратнойсвязивыглядитследующим образом: л Z — -дЕ— - др д j — - Аі . Вработе/8/ рассмотренатакаялинейнаяобратнаясвязь. Сростомпро­ дольноготокаобратнаясвязьстановитсянелинейнойиприводиткукручению градиентадавленияплазмывмагнитосферачтопроявляетсявпоявлениимел­ комасштабногопродольноготока. Будемсчитать, чтохарактерноевремяпроцес­ саукручениязначительнобольшевременираспространенияальвеновскогоим­ пульсаизоднойионосферывдругуюсопряженную, тогдаэлектрическоеполепо­ тенциально. Вслучаебесконечнопроводящихмагнитныхсиловыхлинийэлектри­ ческийпотенциалвдольнихпостоянен. Системаосновныхуравнений. Пустьпродольныйтокпереноситсятолько электронамиитемператураионоввплазменномслоезначительнопревосходит температуруэлектронов, тоестьэлектроныхолодные, аионыгорячие. Когда давлениеплазмывмагнитнойсиловойтрубкеизотропноипостоянновдольнее, справедливоуравнениеадиабаты: d т /Г)\ d t P v U) 69