Исследования полярной ионосферы : сборник научных трудов.

M S I S —83 (третий вариант). Характерными особенностями распределения f 0 F 2 в обоих вариантах являются крупные неоднородности электронной кон­ центрации в высоких и низких широтах (главный ионосферный провал, эквато­ риальная аномалия), отсутствовавшие в расчетах, выполненных нами ранее / 2 , 3 / без учета влияния электрических полей. Наиболее глубокие места провалов в северном и южном полушариях нахо­ дятся в предвосходном секторе субавроральной зоны (вблизи геомагнитной ши­ роты 6 5 ° ) , зд есь же наибольшая крутизна полярной стенки провала; с перехо­ дом от вечернего сектора к утреннему (через ночной) провал расширяется и днише его смешается к более низким широтам. Интересно отметить, что в г ео ­ магнитной сетке координат провал далеко за л е за е т на дневную сторону, осо­ бенно в северном полушарии, хотя он и не глубок здесь. В географической же системе координат дневной провал исчезает или во всяком случае гораздо ху­ же выражен, поскольку исчезает его полярная стенка. На это указывает ход полуденного географического меридиана, который выше геомагнитной широты 7 0 ° и до географического полюса прослеживается практически вдоль изолинии критической частоты. Эта особенность связана с тем, что при учете несовпа­ дения географической и геомагнитной осей Земли область застоя плазмы, где ее дрейф под действием поля магнитосферной конвекции компенсируется полем коврашения, в течение суток периодически колеблется относительно термина­ тора, и вечерний край провала то затемняется, то частично освещается солн­ цем. Вторым обстоятельством, способствующим "вытягиванию" провала на днев­ ную сторону, является, на наш взгляд, связь между северным и южным полу­ шариями посредством диффузионных потоков вдоль силовых трубок геомагнитно­ го поля, концы которых в вечернем секторе находятся в разных условиях осве­ щенности. Различия формы провала по вариантам невелики; абсолютные значения критических частот различаются в наиболее глубоких местах провалов на 0 . 5 - 1 МГц, они систематически ниже в третьем варианте и по всему глобусу, что обусловлено различиями в составе термосферы в моделях M S I S —7 7 и M S I S —8 3 . В низких (приэкваториальных) широтах различия в распределе­ нии критических частот более значительны, если иметь в виду не столько абсо­ лютные значения £ 0 Р 2 , сколько форму изолиний, т.е. широтно-долготные градиенты. Последние формируются (на фоне суточной вариации, обусловленной солнечным излучением) процессами переноса з а счет электрических полей дина­ мо-происхождения. Именно различия в структуре этих попей (рис.1 ), связанные, в свою очередь, в различиями в циркуляциях термосферы (рис. 2 а ), обусловли­ вают различия в распределении fQF 2 в низких и средних широтах на верх­ ней и нижней картах (рис.З). Больше всего эти различия проявляются в развитии дневной экваториаль­ ной аномалии, которая лучше выражена в расчетах по третьему варианту. Одна­ ко в обоих вариантах расчетов экваториальная аномалия практически отсутству­ ет в вечернем секторе, что не согласуется с наблюдениями / 8 /. Это означа­ ет, что проблема расчета циркуляции в низкоширотной динамо-области и соот­ ветствующих электрических попей остается открытой при использовании эмпи­ рических полей температуры термосферы. Заметим, что в первом варианте р а с­ четов (полный самосогласованный расчет) вид экваториальной аномалии го­ раздо ближе к наблюдаемому, чем во втором и третьем вариантах, хотя абсо­ лютные значения f 0 P 2 там сильно занижены. Рисунки 4а,б иллюстрируют распределение концентрации ионов 0 + (верхние графики) и Н+ (нижние графики) в протоносфере у ее основания ( h = 1 0 0 0 к м , рис.4а) и на высоте 1 0 0 0 0 км (рис.4 6 ), рассчитанные по третьему варианту. Главными особенностями этого распределения являются провал легких ионов (нижний график на рис.4а) и плазмопауза (нижний график на рис.4б ), отсутст­ вовавшие в расчетах / 2 , 3 / , выполненных нами без учета электрических попей. Сопоставление рисунков 3 ,4 а ,б позволяет проследить с в я зь между главным ионосферным провалом, провалом легких ионов и плазмопаузой, воспроизводимых настоящей теоретической моделью как единое явление. Провал легких ионов 70