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

рость ионизации при Е 0 =0,5 кэВ более чем на порядок величины ниже, чем при £ 0 =1 кэВ. На рис. 5.16 профили а и б построены для Е0 = 1 кэВ, а в и г —для Е 0 =0,5 кэВ. На всех профилях точкой помечена высота, где концентрация ионов кислорода сравнима с концентрацией молеку­ лярных ионов. Кружочком отмечен уровень, где характерное время диф­ фузии сравнимо с характерным временем рекомбинации ионов 0 + . Видно, что относительные изменения концентрации при Е0 ~ 0,5 кэВ больше, чем при Е 0 = 1 кэВ. На высотах, где преобладают молекулярные ионы, ток вверх (электронов —вниз) приводит к увеличению электронной концентрации и, наоборот, ток вниз - к ее уменьшению. Показано, что изменения электронной концентрации Ne в слое существенны только при действии на ионосферу высыпающихся электронов с мягким спектром. Увеличение Ne на высоте 130 км при вытекающем токе связано с изменени­ ем эффективного коэффициента рекомбинации. На высотах, где преобла­ дают атомарные ионы и определяющими являются химические процессы, Д Ne/Ne увеличивается с высотой, так как скорость рекомбинации ионов 0 + с высотой уменьшается быстрее, чем отношение o j N e. Поэтому относительная роль продольного тока растет. Таким образом, в работе [90] получены следующие основные резуль­ таты: выше 400 км электронная концентрация уменьшается при / z < 0 (ток втекает) и изменяется слабо при токе вытекающем, если темпера­ туры заряженных частиц не зависят от величины тока. Имеется еще один эффект, вызываемый продольными токами в ионо­ сфере, — образование тонких слоев металлических ионов. Это связано с тем, что металлические ионы имеют очень малую скорость рекомбина­ ции (а ~ 10"12 см3 -с- 1 ). В область вытекания продольного тока (вте­ кания электронов) эти ионы должны стягиваться и из-за большего време­ ни жизни их концентрация там должна увеличиваться. По мере роста кон­ центрации металлических ионов должно происходить сужение слоя, заня­ того ими. Это связано с тем, что скорость роста концентрации металли­ ческих ионов зависит от высоты (она максимальна на уровне, где ѵі = со,). Там, где вытекают продольные токи, в районе вечерней границы поляр­ ной шапки имеются самые благоприятные условия для образования слоя металлических ионов. В другой области вытекающих токов (на утренней стороне экваториальной группы авроральной зоны) условия менее благо­ приятные : там металлические ионы уносятся конвекцией плазмы. 5.13. Заключение Были рассмотрены основные физические процессы, которые протекают в полярной ионосфере и зависят от параметров воздействующих физиче­ ских факторов, таких, как электрическое поле, потоки заряженных частиц, продольные токи, полярный ветер и др. Рассмотрены также влияние ней­ тральных ветров и диффузия, Приведены количественные соотношения и оценки тех изменений, которые эти факторы и процессы могут вызвать в электронной концентрации, температуре ионов, электронов и нейтралов и других параметрах. Это дает возможность оценивать вклад каждого из этих факторов при конкретных условиях в ионосфере и магнитосфере. 115