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.

неустойчивости ь условиях магнитосферы, имеют величину Е~100 кэВ. Согласно /170/, протоны с укатанной энергией при высыпаниях, создают дополнительную ионизацию на высотах г ~ 100 км. По этой причине здесь, в основном, рассмотрены вариации коэффициента отражения альвеновских волн в зависимости от электронной концентрации в Е-слое. Для расчета коэффициента отражения численно решалась граничная задача о распространении электромагнитных волн в плоскислоистой среде: Земля, атмосфе­ ра, ионосфера. В отличие от ^ . 4 , где рассматривалась близкая по постановке задача, здесь использовалось одно существенное дополнение. Как показали пробные расчеты коэффициента отражения плоской альвеновской волны от ионосфе­ ры по стандартной методике, на резонансную структуру спектра коэффициента отражения R (u j), определяемую ионосферным альвеновским резонатором, наклады­ вается вторая резонансная структура, связанная, как выяснилось, с влиянием магнитозвуковой волны. Физическая причина двойной резонансной структуры R ( oj ) состоит в следующем. Гиротропия нижней ионосферы приводит к трансформа­ ции падающей альвеновской волны в магнитоэвуковую волну. Очевидно, что для рассматриваемого случая падения плоской волны ионосфера является резонатором не только для альвеновской волны, но и для магнитного звука, фи этом за счет влияния магнитозвукового резонанса R ( oj ) структура коэффициента отражения сильно зависит от величины поперечного волнового числа kt или, другими словами, от угла падения альвеновской волны на ионосферу. Если иметь в виду, что на ионосферу падает не одна плоская волна, а ограниченный в горизонтальной плоскости пакет альвеновских волн, то в этом случае при d « L ( d - поперечный размер пучка, L - вертикальный размер ионосферного резонатора, L~ 1000 км) резонансная структура R(ui), определяемая магнитным звуком, должна существенно ослабиться за счет изотропного характера распространения магнитозвуковой волны. С учетом этого замечания здесь использовано приближение, которое можно назвать приближением "однократной трансформации". Его суть состоит в следующем. Вся среда разбивается на две области по высоте: г * г , , 300 км). Выбор г,определяется тем, что, во-первых, выше 200 км можно пренебречь гиротропией (трансформацией волн), и, во-вторых, область нарушения геометрической оптики, приводящая к образованию ионосферного альвеновского резонатора и магнитозвукового волновода находится на высотах 2 > 200 км (выше максимумаF -слоя). Вначале решается задача об отражении альвеновской волны от области н-^г, . фи этом учитывается трансформация альвеновской волны в магнитный звук. Далее магнитозвуковая волна отбрасывается ("однократная трансформация") и решается задача об отра­ жении альвеновской волны магнитосферного происхождения от ионосферы при заданном коэффициенте отражения на уровне z = z , . Как указывалось выше, об­ суждаемое приближение должно давать удовлетворительные результаты при расче­ тах коэффициента отражения пучков альвеновских волн с поперечным размером не более первых сотен километров. Корректный метод расчета состоит в решении задачи для сетки значений kt с последующим Фурье-синтезом, но это приводит к большим затратам машинного времени. Изложим формальную постановку задачи. В области высот z 4 н, = 300 км распространение волн описывалось уравнением (3 .1 ). В области г >г, = 300 км процессами взаимодействия волн можно пренебречь, поэтому на высоте г = г ( граничные условия для уравнения (3.1) составлялись из падающей сверху альвеновской волны и идущими снизу альвеновской и магнитозвуковой волн. Реше­ ние для высот 2 >г< представлялось в виде: 75