Physics of auroral phenomena : proceedings of the 36th Annual seminar, Apatity, 26 February – 01 March, 2013 / [ed. board: A. G. Yahnin, A. A. Mochalov]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2013. - 215 с. : ил., табл.

M.A. Волков Рис. 1 Eoy, Е0х - электрическое поле крупномасштабной ионосферной конвекции. £р0, Еыь 2 р, Xh- проинтегрированные по высоте ионосферы проводимости Педерсена (р) и Холла (h) вне дуги (индекс 0) и внутри дуги. 1ад- интегральный ионосферный ток в дуге сияния. В дуге сияния будем считать выполненным условие д/д у=0. На высоте Е слоя частоты столкновения ионов с нейтральными частицами vjn »(O i -ионной гирочастоты, для электронов это соотношение обратное ven« ше, тогда основной вклад в Хр дают ионы, а в проводимость £h электроны. Электроны движутся поперек магнитных силовых линий со скоростью электрического дрейфа v=E/B (В-магнитная индукция в ионосфере). Вдоль магнитных силовых линий движение электронов переносит продольный ток в дугу или из дуги сияния. Амбиполярной диффузией электронов и ионов вдоль магнитных силовых линий пренебрегаем, в этом случае движение ионов будет направлено только поперек магнитных силовых линий. Проинтегрировав уравнения (1-2) вдоль магнитного поля по высоте ионосферы получим уравнения, зависящие только от координаты х и времени t: dN/8t+E0y/BdN/dx=a(jz2)h+jz/e-r(N2-N02)/h, (3) ExEp- I z(x)+(£h- Sho)Eoy+SpoEox, (4) * h где Iz = j j 2dz - ток, втекающий в дугу, N = ^ndz, - проинтегрированная по высоте ионосферы о о А концентрация электронов, h - высота ионосферы, е-элементарный заряд, Лр h = j ( j ph(z)dz . о 1 h 2 1 Г л Будем считать, что: N « — \п d z . h п о В Е слое проводимости a ph зависят не только от концентрации п, но и от отношения ут/ши проводимость ah зависит практически только от п, и пропорциональна п. Интегральная проводимость 2h=eMВ, в дугах сияний I h в 3-^-4 превышает 2 р примем I h/2p=3. Значения других параметров зададим следующими: а=10'6 м /А , г=2 10'13 м3/с, iV0=10,£ ' м'3, Eoy—10'2 В/м (поле направлено к западу), Е0х=0, поперечные размеры дуги сияния 30 км. Распределение концентрации и электрического поля поперек дуги На рис. 2(Ь,с) приведены результаты расчетов относительной интегральной концентрации N/N0 и поперечного электрического поля Ех/Еоу для заданного распределения продольного тока j z (А/км2) (а). В центре дуги электрическое поле отрицательно и направлено против тока, текущего поперек дуги (1х>0). Поток электромагнитной энергии над дугой сияния Определим величину удельных джоулевых потерь в дуге полярного сияния q: где I=(Ex2 p-ZhE0y)ex+(2pE0y+ShEx)ey, <Г(1Е), 68