Исследования полярной ионосферы : сборник научных трудов.

(ПЛИ) в концентрации ионов Н отличается от главного ионосферного провала (ГИП) главным образом своей вытянутостью на дневную сторону из ночного сектора; в северном полушарии ПЛИ протягивается даже через полуденный ме­ ридиан в утренний сектор. В секторе геомагнитных долгот 6 0 - 1 5 0 ° на ниж­ нем графике рис.З мы видим лишь слабое проявление ГИП, переходящее в от­ четливый глубокий ПЛИ на нижнем графике рис.4а. В ночном секторе ПЛИ отличается от ГИП значительно более крутой приэкваториальной стенкой. Днев­ ной ПЛИ тесно связан с "горячими пятнами" в электронной и ионной темпера­ туре, прослеживаемыми в силовых трубках геомагнитного поля от Р 2 -области по всей протоносфере (рисунок 5 6 ,в ,г ) . В его формировании большую роль иг­ рают диффузионные потоки вдоль В, отсасывающие ионы Н+ из- более освещен­ ного северного полушария в менее освещенное южное. На высоте 1 0 0 0 0 км (рис. 46) ионы Н+ становятся доминирующими к экватору от ПЛИ, в их распределении на всех долготах отчетливо просматрива­ ется излом широтного градиента, отождествляемый нами с проекцией пл азмо - паузы по силовым линиям геомагнитного поля на сферическую поверхность, отстоящую на 1 0 0 0 0 км от поверхности Земли. К экватору от этой границы широтный градиент концентрации ионов 0 + велик, к полюсу - мал. Кажущееся снижение этой границы к низким широтам относительно днища ГИП обусловле­ но наклоном силовых пиний геомагнитного поля, ограничивающих плазмосферу. Температуры электронов и ионов. Рассчитанное распределение Tj и Те (третий вариант) показан^ на рисунке 5 а - г для высот 1 5 0 , 3 1 0 , 1 0 0 0 и ЮООО км, соответственно. На верхних графиках показана ионная температура, на нижних - электронная. В области F 1 (.рис. 5 а ) отличительными особенностями распределения ионной температуры являются "горячие пятна", обусловленные джоулевым разо­ гревом ионного г а за и привязанные к областям наибольших значений электри­ ческого поля. Максимальное превышение Tj над фоном отмечено в вечернем секторе авроральной зоны южного полушария и составляет около 1 0 0 К (при фоновой Т] = 6 5 0 К ) . Электронная температура этих эффектов не имеет, но просматриваются области слегка повышенных ночных ее значений, связанные с нагревом высыпающимися из магнитосферы электронами. В области максимума F2-cnofl ( h = 3 1 0 км, рис.56 ) эффекты джоу- лева разогрева уже не просматриваются, но появляются магнито-сопряженные "горячие пятна" в электронной температуре, привязанные к освещенным "высту­ пам" вечернего края ГИП на дневную сторону. Эти повышения Те составляют около 1 2 0 0 К при фоновых значениях ~ 1 4 0 0 К и обусловлены тем, что в ос­ вещённых участках провала фотоэлектроны отдают энергию меньшему количеству тепловых электронов (газу с меньшей теплоемкостью). У основания протоно— сферы ( h = 1 0 0 0 км, рис.5в) эти "пятна" привязаны к дневным ПЛИ и почти одинаковы как в электронной, так и в ионной температуре и з - з а хорошего теп­ лообмена между электронным и ионным газами на этих высотах. Температура в ^пятнах" превышает фоновую на 1 5 0 0 —2 0 0 0 К (при фоновых значениях 2 0 0 0 - 2 5 0 0 К ) . Аналогичная структура распределения температуры сохраняется и на больших высотах в протоносфере (рис .5 г), где температура в "пятнах" превышает 6 0 0 0 К при фоновых значениях — 2 0 0 0 - 2 5 0 0 К . Обсуждение результатов и выводы Сопоставление формирования главного ионосферного провала, провала л ег­ ких ионов и плазмопаузы под действием электрического поля магнитосферной конвекции впервые осуществлено авторами / 1 4 , 1 5 / на основе математической модели ионосферы и протоносферы, разработанной вначале для описания низко- широтной ионосферы / 1 6 / и распространенной впоследствии на средние и высо­ кие широты. Эта модель легла в основу глобальной численной модели системы термосфера-ионосфера-протоносфера, краткое описание которой и результаты мо­ дельных расчетов приведены выше. Главные отличия этих расчетов от представ­ ленных в / 1 4 , 1 5 / следующие: 71