Моделирование физико-химических процессов в полярной ионосфере / Акад. наук СССР, Кол. фил. им. С. М. Кирова, Поляр. геофиз. ин-т. – Апатиты : Кольский филиал АН СССР, 1986.

ѵ <в> - еое ЕслисчитатьпотокР„ нанижнем (скажем, ионосферном) уровнеB=Bj заданным параметром, F„ (Bj)= ^j, то І2я е •* " 2 ~ n'"'g'. 1 * ( 5 ) о 1 Подставляя (5) в (4), получим: і-(аш + £ ! . ,) 2 ]. (6) по 2 В 1 п(В) /Бов/ 2 тв J Такимобразом, призаданномвысыпающемсяпотоке Р ,1 формула (6) дает реше ниезадачиопродольномполенатомучасткесиловой линии, где можно прене бречьвкладомвконцентрациюотхолодных ионосферных компонент. Плазмавверхнейчастиионосферынаходитсявсостоянииравновесия, кото роеописываетсястационарнымрешениемкинетических уравненийдлябесстолк- новительнойплазмы. Рассмотренноевышеотносительносильноепродольноеэлект рическоеполе,внешнеепоотношениюкионосферномуслою,вызываемоежнжекцией в силовую трубкугорячихмагнжтосферныхэлектронов, происходящейвпри экваториальнойобласти, неможетпроникатьдопроизвольномалыхвысотиз-за наличияхолоднойионосфернойплазмы. Холодныеэлектроны (с энергиейТ ^ * I эВ) должныбытьвсевытеснены, какбылоуказано, продольнымполемкмень шимвысотам; вобласть, занятуюпродольны^ полемЕ„ , этиэлектронымогут проникатьлишьнаглубинуh ~ T * cVeE,,~-|— — • (д у - полноепродольное падениепотенциала, L - характерныймасштабегоизменения). Приэтом h « L , посколькуТ^сѴе |дср| « I. Следовательно, невозможенплавныйпереходнамас штабе ~ь отобласти (I), занятойхолоднымиэлектронами, гдепадениепотен циала 4 Т^сѴе, кобластипродольногополя(Ш). Этидвеобластидолжныраз делятьсяскачкообразнымизменениемпотенциала (область(П) илинесколькими последовательнымискачками. Простейшийтиптакогоскачкапотенциала- одиноч ныйдвойнойэлектрическийслой. Егоположениеопределяетту зону, вкоторой происходитэкранированиевнешнегополяЕ//( препятствующееегопроникновению вионосферныйслой. Прималомскачкеможнопренебречьрасхождениемсиловых линиймагнитногополя 1 , такчтовегоокрестностиможнорешатьодномерную задачу, пренебрегаяпространственнымизменениемполяВ. Полагаяионнуюи электроннуюфункциираспределенияионосфернойплазмымаксвелл-больимановски- ми, вбезразмерныхпеременных ^ = -ѵ./т, 4=rj^ox= / 4 /Гпвоег/Т X (ѵ^ = Mg^+etf - потенциальнаяэнергияионов) уравнениеПуассонаможнозаписать ввиде %% = eV I1 - sg n ? Ф ( ^ 1 " ех*>(-^-с<§)- (7) S 2. гдеф( я)= /ое~Г(-drj_ - интегралошибок. Приэтомкоордината % отсчитываетсяотположениямаксимума if, концентра- цияпеосоответствуетэтойточке. Имеетсямалыйпараметр, отношениедебаев- скогорадиуса rDeo катмосфернойшкалевысотН= Т/Mg, ос = « 1 (дляионосферывсегда оС < 10“^). Следовательно, вездепри і < 0 второй производнойв (7) можнопренебречь, т.ѳ. выполняетсяусловиеквазинейтраль ности. При g « I соответствующеерешениеописываетполе (оченьслабое) Рос- селавда-Паннекука. При Ш> 0 (область (П) квазинейтральностьнарушается. Однакоможно считать, чторазмертакой"дебаевской" области d ненамногопревышает r DeQ, такчто АЛ./т0во« ' \ А этоприводиткупрощениюуравнения (7): 32