Смирнов, В. С. Волновые процессы в полярной ионосфере / Смирнов В. С., Остапенко А. А. ; Акад. наук СССР, Кол. науч. центр, Поляр. геофиз. ин-т. – Апатиты : [б. и.], 1988. – 114 с.

Скорости нагрева верхней атмосферы за счет джоулевой диссипации, плазменных волн и высыпающихся частиц, рассчитанные по данным экспериментов с помощью радара некогерентного рассеяния 12 ноября 1979 года, когда электри­ ческое поле составляло 85 мВ/м, приведены на рис.I . I I . Эффект нагрева плаз­ менными волнами очень слаб, когда электрическое поле меньше 45 мВ/м. Что касается интегральных величин, то нагрев за счет плазменных волн может достигать 30-50% проинтегрированной по высоте скорости нагрева за счет джоулевой диссипации. Нагрев ионосферы приводит к увеличению температуры и давления различных составляющих ионосферной плазмы, что, в свою очередь, приводит к изменению динамических и физико-химических процессов в верхней атмосфере. Подробному изложению этих процессов в высокоширотной ионосфере посвящены работы /26,65,68,141,166/. Целью этих работ является определение параметров и структуры ионосферы путем моделирования динамических и физико-химических процессов при заданных внешних условиях (высыпания, конвекция, освещенность). Из всего многообразия параметров ионосферной плазмы наибольший интерес при исследовании волновых процессов представляют параметры, определяющие диэлектрическую проницаемость. Для частот, больших плазменной и циклотронной частот ионов, диэлектрическая проницаемость определяется, в основном, параметрами электронной составляющей. Нагрев ионосферы изменяет как температуру, так и концентрацию. При нагреве ионосферы нолем конвекции и высыпающимися частицами в условиях низкой частоты столкновений электронов с ионами (по сравнению с частотой столкновений с нейтралами) и диссоциативной рекомбинацией из формул ( I . I ) , (1 .7 ), ( 1. 11) - (1.13) имеем -г _ Т . г • * Е* , Z £ * N1 е _ , п З т 3 ^ е п ’ (1>ао) Не = ( <^/Л 0 </2 . Поскольку ^ , $ и X зависят от температуры, система уравнений (1.20) является нелинейной. Для учета нелинейных процессов нагрева необходимо знать зависимости частоты столкновений, доли передаваемой энергии при столкновениях и коэффициента рекомбинации от температуры. Приближенные выражения для частоты соударений электронов с нейтралами имеют следующий вид /37/: t = 5L. 9 • < 0" 7 Ы и » Т в О + T « V t ) Н , Ъ в0% = <в •10“вЫОгТ е4/1( <+ 4 . 6 T e, / l ) , } em = <.2S-10~ 7 NmT eV i (K lm=MH)L+rtOt) , ( I . 2 I) } в0 = 3.0 • 10 ' 8 МоТ в , / г , ^ен 3 4 -9 -10 "*М нТ в ' /г . ^ еН, = 5 .0 -1 (Г *М н в Т в ' /г . Здесь Т € выражена в электрон-волятах, bij,- в см 3 , ^ - в с"’ , ^ е т - частота соударений электронов с молекулами воздуха. Зависимость частоты соударений электронов от температуры в многокомпонентной ионосферной плазме определяется на основе соотношения = £ ^ек Средняя доля энергии S , теряемой электроном при соударении, зависит от многих факторов. Соударения с ионами носят обычно упругий характер, при этом 8”~ 2 т /М ~Ю . При взаимодействии электронов с нейтральными частицами важную роль играют неупругие процессы, сопровождающиеся возбуждением вращательных, колебательных и оптических уровней. В настоящее время сечения неупругих процессов известны не во всех случаях. При невысоких энергиях электронов 19