Исследования полярной ионосферы : сборник научных трудов.

7 1 . 5 до 8 5 ° по широте. Нейтральная атмосфера задается по модели MS IS ?—8 3 . Подробная постановка задачи и методика численного решения описаны в / 6 / , а особенности схемы учитываемых химических реакций - в / 5 / . Изменение во время вспышки солнечного коротковолнового излучения з а ­ давалось в форме трапециевидного возмущения длительностью 1 3 мин: поток фотонов от невозмущенного значения, начиная с момента t = 1 мин, нарас­ тал в течение 4 мин до максимального значения, которое в Ч*- раз превосхо­ дит невозмущенное значение, за т ем в течение 5 мин с момента t = 5 мин до момента t = 1 0 мин оставался постоянным и равным этому максималь­ ному значению, в последующие 4 мин линейно убывал до первоначального не­ возмущенного значения. При этом солнечный спектр разбивался на шесть о т ­ дельных участков, возрастание потока фотонов в которых считалось различным (различные числа V j, j = 1, 6 ); участки спектра выбирались 0 . 5 - 2 . 2 8 , 2 . 2 8 - 4 , 4 - 8 , 8 - 1 7 , 1 7 - 1 0 2 . 6 , 1 2 1 . 6 нм. Характеризующие возмущение потока фотонов на отдельных участках солнечного спектра числа "Мг j э j = 1, 6 имели следующие значения: ^ 1 = 5 0 , Ч '2 = 2 0 , Ч 3 = 1 0 , 4^4 = 4 , W 5 = 1 .3 , Ч 7 q = 1 .2 . Выбранные значения "Фj являются ти­ пичными для солнечных вспышек средней величины / 2 / . В качестве начальных профилей брались решения стационарной системы моделирующих уравнений, полу­ ченные до начала вспышки при невозмущенном потоке коротковолнового солнеч­ ного излучения. Расчеты проведены для условий средней солнечной активности Р і О . 7 = 1 5 0 при значении геомагнитного индекса Ар = 4. Считается, что начало вспышки приходится на момент времени U T = 1 6 ч 3 6 мин. При возрастании интенсивности коротковолнового солнечного излучения, происходящего во время вспышки, возрастает скорость фотоионизации отдель­ ных сортов ионов и суммарная скорость фотоионизации в ионосфере (рис. 1 ). Возрастание скорости образования ионов N + и N O + за счет фотоиониза­ ции оказывается незначительным и, наоборот, существенным для ионов 0 +, О 2' ^ 2 > а также для суммарной скорости фотоионизации. Максимальный прирост скорости фотоионизации приходится на высоты слоя B 'l зимой и на высоты слоя Е петом. Рассчитанные профили концентраций отдельных сортов ионов и суммарной концентрации положительных ионов приведены на рис.2. Эти высотные профили относятся к моменту t = 1 0 мин, когда отклонения возмущенных значений от невозмущенных максимальны. После момента t = 1 0 мин, когда поток фотонов уменьшается, начинается процесс восстановления первоначальных не­ возмущенных значений концентраций заряженных частиц. Время восстановле­ ния невозмущенных первоначальных значений концентраций молекулярных ионов о £ , N O + , N 2 составляет единицы минут, а атомарных ионов 0 + и N + - де­ сятки минут. Видно, что концентрации отдельных сортов ионов и суммарная концентра­ ция положительных ионов как зимой, так и летом могут во время вспышки увеличиться в несколько раз в слоях Е и F 1 , в слое F 2 их увеличение может достигать десятков процентов. Относительные изменения концентраций во время вспышки оказываются большими петом, чем зимой. И абсолютные значения концентраций заряженных частиц в слоях Е и F 1 оказались зн а ­ чительно большими летом, чем зимой, причем как в спокойных условиях, так и во время вспышки. Однако значения концентрации ионов О"*" и суммарной кон­ центрации положительных ионов в слое F 2 в его главном максимуме ока за ­ лись большими зимой, чем летом. Этот удивительный на первый взгляд факт, выявленный в численных расчета^, оказывается, имеет экспериментальное под­ тверждение; он известен в литературе под названием сезонной или зимней аномалии и заключается в том, что концентрация заряженных частиц в макси­ муме F 2 - choh в полдень зимой больше, чем петом / 1 / . Расчеты по нашей математической модели высокоширотной ионосферы с использованием эмпири­ ческой модели нейтральной атмосферы M S I S —8 3 позволяют воспроизвести численно сезонную аномалию F2-cnofl, что свидетельствует о достаточной 51