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.

Отметим, что характеристики продольных резонансов (формула 1.4Ь) в меньшей степени зависят от параметров ионосферы, чем поперечных (формула 1.46). Свойства ионосферной стенки резонатора, в частности ее анизотропия и гиротропия зависят от соотношения гирочастоты электронов и в и частоты соударений-^ , Равенство выполняется на высотах 65 - 75 км, т.е . как раз там, где может быть расположена нижняя граница ионосферы. С увеличением высоты нижней границы ионосферная плазма на стенке волновода становится более анизотропной и гиротроиной, а с уменьшением - изотропной. В области высоких широт характеристики поперечных резонансов (частота, поляризация и др.) зависят от уровня и типа авроралышх возмущений. Так, при смягчении спектра высыпающихся частиц высота нижней границы ионосферы увеличивается, что приводит к понижению частот поперечных резонансов, а их поляризация становит­ ся близкой к круговой. Детальное рассмотрение характеристик поперечных резонансов и их возбуждение в области высоких широт приведены в третьей и четвертой главах. 2. Волновод на высотах Е-слоя. Возможность существования ионосферного волновода на высотах слоя Е ( г =60-130 км) рассматривалась в работах /92-93/. Согласно этим работам, волновод способен канализировать гиротропные волны с частотами uJ< Я в . Здесь Я в - ионно-циклотронная частота. Эти волны имеют такую же поляризацию, как и электронные свисты (свистящие атмосферики). Для описания квазипродольного распространения низкочастотных электромагнитных волн в плотной холодной бесстолкновительной плазме, находящейся во внешнем магнитном поле, широко используется свистовое приближение /21,23/. Частоты волн свистового диапазона лежат в интервале Л в « 03 « иГв , ( I .47) гдеиГ,, SJ.в - гирочастоты электронов и ионов. В рассматриваемом случае плазма прозрачна только для одного типа волн. При / О {<L- угол между волновым вектором и направлением магнитного поля В) это будет обыкновенная волна, показатель преломления которой описывается известной формулой Стори r\j = cor* / ыГоГ* cos <L , (1.48) где пг - показатель преломления, и7р -плазменная частота. Для необыкновенной волны показатель преломления п 4 является мнимым n, = - uXp/u/ttf в cos <к , (1.49) т . е. плазма непрозрачна. Для более низких частот, удовлетворяющих условию oJ * й в , (1.50) плазма становится прозрачной для обоих типов волн. На высотах области Е плазма является столкновительной, при этом частоты столкновений электронов и ионов с нейтралами и ^ 1 п удовлетворяют соотношениям S)en « oJB , } Vn » « в • ( 1 .51) При квазипродольном распространении в столкновительной плазме и выполнении условий ( I . 5 I) в диапазоне частот « иЗ £ S2 в , ' (1.52) где - частота столкновений нейтралов с ионами, нормальные волны имеют такие же характеристики (показатель преломления, поляризацию), как и волны в бесстолкновительной плазме в диапазоне частот (1 .47 ). При этом показатели преломления обыкновенной и необыкновенной волн описываются формулами Стори (1.48) и (1 .49 ). Физически это обусловлено тем, что условия (1.47), ( I . 5 I ) и (1.52) означают замагниченность электронов. В обоих случаях движение ионов несущественно и им можно пренебречь: в первом случае из-за инерции, во втором, - из-за высокой частоты столкновений. 35