Исследования полярной ионосферы : сборник научных трудов.

по данным эмпирической модели (внизу). Заметим, что температура ионов в эмпирической модели определяется температурой нейтрального газа, рассчиты­ ваемой по модели Яккиа-77. При теоретических расчетах ионной температуры хорошо выявляются высокоширотные зоны повышенных значений Ті вследствие джоулевой диссипации авроральных токов. В северном полушарии нагрев ионно­ го газа с л абе е ,‘чем в южном. Так, Tj — 7 20К на северной геомагнитной широте 7 0 ° в долготном секторе 1 5 0 - 1 7 0 ° , а в южном полушарии T j дости­ гает значений ~ 8 0 0 К в этом же долготном секторе. В утреннем секторе на­ грев ионного газа несколько слабее. В эмпирической модели зоны джоулева разогрева отсутствуют. В средних и экваториальных широтах наблюдается удовлетворительное качественное и количественное совпадение значений темпе­ ратуры ионов на высоте 1 5 0 км, что свидетельствует о достаточно близком совпадении распределения температур нейтральной атмосферы в моделях МСИС-83 и Яккиа-77. Анализ распределения электронной температуры на высоте 1 5 0 км иллю­ стрируется рис.4. На верхнем графике показано глобальное распределение Т 0, рассчитанное по теоретической модели, а на нижней - по эмпирической модели. Видно, что распределение Т е в теоретических расчетах качественно очень похо­ же на глобальное распределение электронной концентрации на этой же высоте, т.е. определяется распределением ионизирующего излучения. Максимальные в е ­ личины Т е имеют место в подсолнечной точке и достигают значений ~ 1 0 5 0К , минимальные составляют около 6 2 5 К в ночном секторе. Глобальное распределение электронной температуры в эмпирической моде­ ли имеет более сложную структуру, которая практически не связана с распре­ делением нейтральной и ионной температуры, так же как и с распределением электронной концентрации на этой высоте. Это видно из сравнения нижних гра­ фиков на рисунках 2 - 4 . Максимальные значения Т е найдены в высокоширотной зоне (Ф > 6 5 ° ) на дневной стороне, где Т е ^ 9 2 5К . Абсолютный минимум достигается в послеполуночном экваториальном секторе. Здесь Т е = 6 2 5К . В дневное время в широтном распределении Т , рассчитанном по ЭМ, имеется несколько локальных экстремумов, аналогичная тенденция наблюдается и в ноч­ ном секторе. В целом, несмотря на заметные различия в горизонтальной струк­ туре, различия между теоретическими и эмпирическими значениями электронной температуры на высоте 1 5 0 км не превышают 2 0 0К . р 2 -о б л а с т ь ионосферы. На рисунке 5 представлены глобальные карты критических частот слоя Р 2 , рассчитанных по теоретической модели с исполь­ зованием модели МСИС-83 (верхний график) и по эмпирической (нижний гра­ фик). Из сопоставления верхнего и нижнего графиков можно сделать вывод, что качественно теоретическое и эмпирическое распределение £ 0 F 2 достаточ­ но хорошо совпадает. Теоретическая модель воспроизводит все основные осо­ бенности глобального распределения f 0 F 2 : экваториальную аномалию, глав­ ный ионосферный провал, предвосходный минимум на экваториальных широтах. Однако детальное сопоставление выявляет ряд различий, которые заключаются в наличии пространственных структур, полученных в теоретических расчетах и отсутствующих в эмпирической модели. К ним относятся резкие горизонталь­ ные неоднородности fQF 2 в ночной экваториальной ионосфере. Эти особен­ ности связаны с соответствующим распределением электрического поля динамо­ происхождения. Отметим, кроме того, слабое развитие экваториальной анома­ лии в теоретических расчетах, а также то, что главный ионосферный провал в теоретической модели, напротив, выражен намного отчетливее, глубже и протя­ женнее, чем в эмпирической модели. Для того чтобы количественно оценить отклонения теоретических знач е­ ний f 0 F 2 от эмпирических, а также выявить прогностические возможности теоретической модели, были рассчитаны глобальные карты относительных от­ клонений S f 0 p 2 , определяемых по формуле: £ 0 Р 2 (ТМ) - f 0 F 2 (ЭМ) 8 f ° P 2 = f 0 F 2 (ЭМ ) 20