Комплексные исследования полярной ионосферы / [отв. ред. Ю. Г. Мизун] ; Акад. наук СССР, Кол. фил. им. С. М. Кирова, Поляр. геофиз. ин-т. – Апатиты : [б. и.], 1987. – 184 с.

I уГ xi « W ~ * Ѵ т enivTi’ гдеni - концентрацияионосферныхчастщ, M - массаиона, ѵт^ - средняя скоростьтепловогодвиженияионов. Примемследующиемодельныепредставленияохолоднойплазме, содержащей­ сявзамкнутойгеомагнитнойсиловойтрубке. НамалыхвысотахН< 1 0 0 0 км имеетсясравнительнотонкийслойплотной,сильностолкновительнойплазмы- ионосфера. Здесьфункциираспределениячастицпоскоростямблизкикмаксвел­ ловским. Набольшихвысотах, вмагнитосфернойчаститрубкидопустимопренеб­ режениестолкновениями. Рассмотримсиловуютрубку, вмагнитосфернойчастикоторойпервоначально имеютсятольконезахваченныегеомагнитнымполемчастицыионосфернойплазмы. Пустьврезультате, например, незамкнутогодрейфовоготокавэтойтрубке растетконцентрация'захваченныхэнергичныхэлектронов (Е?>Т). Вцеломтрубка должнаоставатьсяквазинейтральной. Дляподдержанияквазинейтральностивдан­ номслучаетребуетсяпродольныйток, вытекающийизионосферныхконцовтрубки . где n e - полноечислоэнергичныхэлектронов, содержащеесявсиловойтрубке, имеющейединичнуюплощадьпоперечногосечениянауровнеионосферы, t - время, Этоттокпервоначальнодолженпереноситьсянаиболееподвижнымихолодны­ миэлектронами, опускающимисявионосферу. Еслижеполноесодержаниегорячих электроноввмагнитосфернойчаститрубкипревзойдетпервоначальноесодержа­ ниехолодных, тоЕкачественосителейтокамогутвыступатьтолькоионосфер­ ныеионыигорячиеэлектроны. Какуже упоминалось, ионныйтокограничен, иесли і„ > X , (I) и m a x’ тоединственныйпутьподдержанияквазинейтральноститрубки- сбросизбытка горячихэлектронов ватмосферу. Чтобы реализоватьэтотпроцесс, необходи­ мосущественноизменитьпитч-углы частиц, тоестьвдольсиловойлиниидолж­ новозникнутьпадениепотенциала, сравнимоесэнергиейгорячихэлектронов е Д ф Е. Приведенныерассужденияпреследуютвосновномцель- показать, чтопридо­ статочноинтенсивной(і„ > imax) ипродолжительнойинжекцииэнергичных электроноввмагнитосфере,должнывозникатьзначительныепродольныеэлектри­ ческиеполя. Болееподробныйанализпроцессов, происходящихприинжекции, вчастности, проведенныечисленныерасчеты, привеликвыводу, чтобольшие поляиускорениеионосферныхионоввозникаютпрежде, чемпроизойдетполное вытеснениехолодныхэлектроновизмагнитосферы. Оказалось, чтовисследуе­ мойсистемеобразуетсядвижущаясявнизударнаяволнаразрежения (двойной слой), накоторойсосредоточеноосновноепадениепотенциала. Преждечемперейтикобсуждениюрезультатовчисленногосчета, выясним, исходяизпринципаквазинейтральности,причиныиусловиявозникновенияудар­ нойволныразрежения. Приэтоммыпредположим, чтонаправленнаяскорость холодныхэлектроновмногоменьшесреднейскоростиихтепловогодвижения. Кро­ ме того, приисследованиивозникновенияпродольногополяразумнопренебречь влияниемэлектрическогополянараспределениеэнергичныхэлектроноввдоль силовойлинии, тоестьсчитать ѳ Д (р< <Е . 68