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

тия фаз магнитосферных суббурь, и обычно составляют отрезки времени от долей минут (микросуббури) до 1—3 ч [39]. При рассмотрении влияния электрических полей на полярную ионосфе­ ру установлено, что под действием электрических полей скорости заря­ женных частиц значительно возрастают выше примерно 150 км, причем их скорость может существенно отличаться от скорости нейтрального газа. Как показали описанные в разд. 6.1 расчеты, выравнивание скоростей Ѵ„ и V,- происходит за несколько часов, в течение которых вследствие упругих столкновений заряженных частиц с нейтральными частицами происходит выделение энергии, описываемое вторым слагаемым в квад­ ратных скобках выражения (6.35) и называемое фрикционным нагре­ вом. Для того чтобы исследовать количественно отклик температур заря­ женных частиц высокоширотной ионосферы на действие электрических полей, получали решения системы моделирующих уравнений (6.31) — (6.34) при задаваемом меридиональном электрическом поле Ex (t), изме­ няющемся во времени следующим образом. Считалось, что от момента 1 мин, до которого поле отсутствовало, до момента 2 мин Ex (t) линейно возрастает до некоторой величины вх и остается в дальнейшем неизмен­ ным и равным этой величине. Расчеты проводились при различных значе­ ниях от 10 до 100 мВ/м для условий авроральной зоны. Оказалось, что резкие изменения профили Г,- и Те претерпевают в самые первые мину­ ты после появления электрического поля, а в дальнейшем их изменения весьма незначительны. Поэтому те профили Т{ и Те, которые получаются к моменту 6 мин, вполне отражают возмущенное состояние, связанное с наличием возмущающего электрического поля. Результаты для двух из рассчитанных вариантов приведены на рис. 6.6. Видно, что при полях £* ~ 10 мВ/м температуры ионов и электронов изменились незначительно, при больших полях изменения Г,- и Те оказываются большими и при £* = 100 мВ/м температура ионов вблизи 200 км повысилась более чем на 4000 К, причем нарушилось обычное для средне- и низкоширотной ионосферы условие Тп < Т , < Т е, (6.47) так как повышение температуры электронов оказалось не больше 1000 К. Причиной резкого увеличения температуры ионов является действие фрик­ ционного нагревания, описываемого вторым слагаемым в квадратных скобках (6.35). Были проведены аналогичные расчеты для случая, когда в выражении (6.35) в квадратных скобках второе слагаемое опускалось, и было обнаружено, что в этом случае электрическое поле практически не влияет на Tt и Те, их значения во все моменты времени практически сов­ падают с начальными профилями. Таким образом, электрическое поле по­ рядка 100 мВ/м благодаря механизму фрикционного нагрева значительно повышает температуру ионов из-за большого различия скоростей движе­ ния заряженных частиц и нейтрального газа. Более эффективно этот меха­ низм действует на ионы, чем на электроны, так как обусловленная им скорость нагрева, как следует из выражения (6.35), пропорциональна массе заряженной частицы. При расчете теплового режима высокоширот- 131