Исследования полярной ионосферы : сборник научных трудов.

Ю.Н.Кореньков. А.А.Намгаладзе, В.В.Клименко, И.В.Карпов, В.А.Суроткин, Т.А.Глушенко, Н.М.Наумова СОПОСТАВЛЕНИЕ ГЛОБАЛЬНОГО ОПИСАНИЯ ИОНОСФЕРНЫХ ПАРАМЕТРОВ В ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ЭМПИРИЧЕСКОЙ МОДЕЛЯХ ИОНОСФЕРЫ Прогресс в области ионосферного моделирования достиг такого этапа, когда стало возможным теоретическое описание пространственно-временных ва­ риаций ионосферных параметров в глобальном масштабе. При этом глобальные численные модели ионосферы условно могут быть разделены на три группы: теоретические модели, в которых осуществляется самосогласованный рас­ чет термосферных и ионосферных параметров / 1 , 2 / ; модели, в которых ионосфера в отдельных пространственных областях з а ­ дается по эмпирическим моделям, а термосферные параметры рассчитываются / 3 / ; ионосферные модели, использующие эмпирические модели термосферы / 4 , 5 / . В нашей глобальной численной модели термосферы, ионосферы и протоно- сферы Земли / 1 , 6 / возможен как самосогласованный расчет параметров термо­ сферы, так и использование каких-либо эмпирических моделей термосферных параметров, например МСИС-77, МСИС-83 / 7 , 8 / и др. Расчеты, выполненные нами с использованием этих эмпирических моделей нейтральной атмосферы, представляют самостоятельный интерес и отличаются от исследований, прове­ денных авторами / 4 , 5 / , самосогласованным расчетом крупномасштабного элект­ рического поля динамо- и магнитосферного происхождения, которое в работах / 4 , 5 / задается по эмпирическим моделям, а также включением в рассмотрение протоносферы. Кроме того, в указанных работах не проводилось сопоставление полученных результатов с глобальными эмпирическими ионосферными моделями, позволяющее оценить прогностические возможности теоретических моделей. Ниже результаты численных расчетов ионосферных параметров, полученные на теоретической модели (ТМ) термосферы, ионосферы и протоносферы / 6 / с использованием модели нейтральной атмосферы (МНА) / 8 / , сопоставлены в гло­ бальном масштабе со справочной эмпирической моделью (ЭМ) ионосферы СМИ- 8 8 , являющейся модификацией модели / 9 / . Расчеты выполнены для спокой­ ных условий весеннего равноденствия при минимуме солнечной активности; ре­ зультаты представлены в геомагнитной системе координат для 1 2 . 0 0 мирового времени на различных фиксированных высотах. На рисунках штриховыми пиния­ ми обозначены полуденный, вечерний, полуночный и утренний географические меридианы, а также географический экватор. Подсолнечная точка обозначена кружком с точкой. Е - и F 1 -области ионосферы. На рисунке 1 представлены результаты рас­ четов электронной концентрации на высоте 1 1 0 км по теоретической модели (верхняя часть) и эмпирической модели (внизу). Видно, что в целом имеется хорошее качественное согласие теоретического и эмпирического глобального распределения электронной концентрации в области Е ионосферы. Следует от­ метить при количественном анализе, что в теоретической модели значения кон­ центраций ниже, чем в эмпирической модели. Так, в освещенное время суток эта разница составляет около 1 0 %, в ночное время около 2 0 % от логарифма кон- 16