Иванов В.Е. Прохождение электронных и протонно-водородных пучков в атмосфере Земли. Апатиты, 2001.

Глава I. Авроральные е-р-Н частицы в высокоширотной атмосфере Земли Задачи, встающие при исследовании процесса переноса авроральных частиц в атмосфере Земли, можно условно разбить на следующие блоки: 1. Решение транспортной задачи: а) для электронных пучков. Исследование эволюции параметров дифференциальных потоков (энергетических и питч-угловых распределений) в атмосфере Земли для широкого диапазона начальных энергий, характерных для всех секторов аврорального овала (рис. 1.2). В рамках данной задачи важными представляются следующие вопросы: структура надтепловой части энергетического спектра, формирующаяся электронами ионизационного каскада и сильно деградировавшими первичными электронами; численная оценка вкладов данных частиц в формирование спектра; структура питч-угловых распределений электронных потоков, имеющих различное происхождение, а именно: вторичных, рожденных в атмосфере, и деградировавших первичных. Исследование основных функционалов, связанных с прохождением электронов в атмосфере Земли, а именно: интегральных длин пробегов, интегральных альбедопотоков, функции диссипации энергии. В рамках данной задачи важными представляются следующие вопросы: получение энергетической и угловой зависимостей характеристик прохождения для полного набора начальных параметров высыпащихся авроральных электронов; исследование особенностей и получение количественной оценки степени влияния сорта атмосферного газа на характеристики прохождения; б) для протонно-водородных пучков. Исследование основных функционалов, связанных с прохождением /7-Н-пучков в атмосфере Земли, а именно: интегральных длин пробегов, альбедопотоков, функции диссипации энергии, радиального расплывания пучка, эволюции зарядового состава. В рамках данной задачи важными представляются следующие вопросы: получение и исследование поведения интегральных длин пробегов и функции диссипации энергии в зависимости от начальных параметров протонного пучка; количественное исследование механизмов формирования интегральных альбедопотоков; количественное исследование процесса радиального расплывания и высотной эволюции зарядового состава р-Н-пучка; в) для электронных и протонно-водородных ПУЧКОВ. Количественное исследование влияния дипольного магнитного поля на перечисленные в пунктах а и б характеристики взаимодействия авроральных частиц пучков с атмосферой Земли. 2. Количественное исследование процесса распределения кинетической энергии, запасенной в авроральных потоках по уровням внутреннего возбуждения молекул, атомов и их ионов в атмосфере Земли В данном блоке принципиальный интерес представляют следующие задачи: исследование поведения доли энергии высыпающихся электронов, затраченной на возбуждение колебательных и электронных уровней N2, 0 2, О, их ионов и продуктов диссоциации как функции начальной энергии частицы и влияния на эти характеристики нейтрального состава атмосферы; изучение роли электронов ионизационного каскада в формировании энергетической зависимости средних потерь энергии, затраченных на возбуждение колебательных и электронных уровней N2, 0 2, 0 и их ионов; исследование механизмов ионизации атмосферных газов при протонных высыпаниях и получение зависимости величины средней энергии, потраченной на образование одной ион-электронной пары, от начальной энергии протонного пучка. 22