Жеребцов Г.А. Физические процессы в полярной ионосфере. Москва, 1988.

преобладает, определяется величиной числа Ричардсона К„ — коэффициент турбулентной теплопроводности; g —ускорение сво­ бодного падения; ср - теплоемкость при постоянном давлении, Кт — коэффициент турбулентной вязкости; Un — горизонтальная компонента среднемассовой скорости. Роль турбулентного перемешивания исследова­ лась в [62—64]. В работе [63] было показано, что в верхней атмосфере Земли преобладает турбулентное охлаждение. А согласно [62], в нижней термосфере основным стоком тепла является ИК-излучение атмосферы в полосе 15 мкм С02 . 5.11. Механизмы нагрева и охлаждения электронов и ионов Этот вопрос подробно рассмотрен в работе [54]. Мы здесь только крат­ ко приведем описание физики этих механизмов и дадим основные коли­ чественные соотношения. Ионы получают тепло из-за кулоновского взаимодействия с электрона­ ми и нагрева электрическим полем, которое перпендикулярно магнитно­ му полю. Они теряют тепло при соударениях с нейтралами на вращательное возбуждение N2 и 0 2 и в резонансных зарядовообменных реакциях ( 0 + , О; N j , N2 ; 0 +2 , 0 2 ;N +,N). При упругих соударениях ионов ( 0 + , Н+ , Не+ ) с нейтралами происхо­ дит охлаждение ионного газа. Суммарные скорости охлаждения ионов 0 + , Н + и Н е + с учетом резонансной перезарядки в собственном газе рав­ ны [10]: L(0+, п)= 1,0 • Ю_14и (0+)(Г, - Т „ ) [0,21 • и(0)(7> + Г„)0-5 + 6,6n(N2) + + 5,8и(02) + 3,3л(н) + 2,8и(Не)], L ( f t , п) = 1,0 • 10-14и(Н+)(Г,. - Тп) [1,4и(А)(Г, + Тп)0’5+ + 3,5 и(О) + 3 ,ln (N 2) + 2,8и(02) + 5,5и(Не)], і(Н е +, п) = 1,0 • Ю 'І4 и(Не+)(7> - Тп) [0,4и(Не)(7’/ + Тп) о.5 + 5,8и(О) + + 5,8n(N2) + 4,5 и( 0 2) + 10и(Н)], а суммарная скорость охлаждения ионов Li = L(0*. п) +L ( Н+, и) + Д Н е +, и ) . Тепло ионов передается также путем теплопроводности. Коэффициент теплопроводности для ионов X* равен: К(Х+) = 5,95 • 10"8 Т і 5/2 /m* (X+ ) . Электроны получают тепло при нагреве электрическим полем в присутст­ вии нейтралов, джоулевом нагреве и нагреве колебательно-возбужденными молекулами N2. Они теряют энергию в следующих процессах: вращатель­ ное возбуждение N2, колебательное возбуждение N2, электронное возбуж­ дение 0 2 и О (D) , возбуждение тонкой структуры О (З р ), упругие соударе­ 110