Некогерентное рассеяние радиоволн в высокоширотной ионосфере / А. Л. Суни [и др.] ; Акад. наук СССР, Кол. науч. центр, Поляр. геофиз. ин-т. – Апатиты : [б. и.], 1989. – 182с.

вдоль направления геомагнитного поля для скорости дрейфа ионов кислорода U q+= 0 .05 irT и скорости дрейфа ионов водорода UH= - 4 U Q+ , штриховой линией - спектр в отсутствие дрейфа. Мы видим, что при наличии встречных потоков заряженных частиц плазмы спектр рассеянного сигнала сдвигается по частоте и становится асимметричным. При этом смещение спект­ ра пропорционально массовой скорости заряженной компоненты плазмы. Таким образом, тщательное измерение смещения спектра и степени его асимметрии дает возможность оценить величину и направление скорости дрейфа различных видов заряженных частиц плазмы. Влияние усиленного электрического поля и анизотропии температуры частиц. Отличительной особенностью полярной ионосферы является непосредст­ венная связь ее с магнитосферой Земли. Возникающие в магнитосфере электри­ ческие поля и потоки частиц проникают в ионосферу и оказывают существенное влияние на физические процессы, происходящие в ней. Ярким проявлением этих процессов является сильный рост температуры частиц плазмы, возникновение интенсивных ионосферных токов и градиентов параметров ионосферы. На высоких широтах электрические поля магнитосферной конвекции имеют порядок 5 0 мВ/м, поэтому скорость дрейфа плазмы достигает величины 1 км/с и более, что на порядок выше, чем в средних широтах. При наличии та­ ких сильных электрических полей функции распределения частиц плазмы по ско­ ростям могут существенно отличаться от максвелловского распределения. Этот эффект сильного электрического поля приводит к существенным особенно­ стям характеристик рассеяния в выоокоширотной ионосфере /43 , 44/. Исполь­ зуя формулы ( 7 3 ) - ( 7 5 ) , оценим влияние усиленного электрического поля на ионную составляющую спектра некогерентно рассеянного радиоизлучения. При этом ограничимся исследованием рассеяния в плазме с низкой частотой соуда­ рений ( ^ << U) q ^ ), что соответствует условиям в ионосфере на высотах выше 15 0 км. В указанной области высот изменения плотности, температуры и скорости дрейфа ионов достаточно медленны с высотой. Это обстоятельство позволяет пренебречь эффектами в спектре рассеяния за счет пространственной неоднородности среды. В приближении низких частот столкновений коэффициен­ ты и С ^ , определяющие спектр рассеяния (7 3 ), хорошо аппроксими­ руются выражениями: с г = se c • e x p (- 2 о ) , _ — l / o c o о C . = ( t - E V t Q ) e x p 1 - x J ), К= - 00 к A e = - i + ^ Z Q U/ ( z c ) , A L= - U v / j ? x K 3K2 ( a ) ur ( x K ) , где x K = z K co s t>. Примеры спектральных кривых, рассчитанных по формулам ( 73 ) , (1 .19 )- (.122 ), представлены на рис. .14 при различных значениях напряженности внеш­ него электрического поля (цифры у кривых). Расчеты проведены для средних параметров полярной ионосферы, соответствующих высоте над Землей 4 0 0 км ( Ne = 3.5 • Ю 5 см -3 , Т е = 3000 К, Ту = 1080 К, В0 = 0 .4 4 4 Гс, = 17 а .е.м .), ^ ~ ^ 5 °, Y = О0 и частоты зондирова­ ния 224 МГц. Из рисунка видно, что действие внешнего электрического поля приводит к смещению спектра по частоте на величину, пропорциональную скорости дрей­ фа заряженных частиц плазмы, и к изменению формы спектра рассеяния. При этом при умеренных значениях напряженности электрического поля (.1.19) ( 120 ) (12.1) ( 122 ) 42