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

механизмов охлаждения тепловых электронов оказывает влияние на фор­ мирование высотного профиля электронной температуры, понижая значе­ ния Те на несколько сот градусов. Относительный вклад каждого из меха­ низмов оказывается разным при высоких (рис. 6.9) и низких (рис. 6.8) значениях температур электронов. И при высоких, и при низких температу­ рах главным механизмом оказывается охлаждение за счет колебательного возбуждения молекул 0 2 и N2 . Охлаждение за счет электронного возбуж­ дения атомов О при низких значениях Те является самым незначительным, а при высоких значениях Те его роль существенно возрастает и на высотах больших 300 км приближается к роли самого главного механизма - охлаж­ дения за счет колебательного возбуждения молекул 0 2 и N2. 6.5. Влияние нейтральных ветров Важным механизмом, определяющим тепловой режим полярной ионос­ феры, является фрикционное нагревание, обусловленное различием скоро­ стей движения нейтральных и заряженных компонент ионосферной плазмы. Поскольку заряженные частицы ионосферной плазмы в F -области являются сильно замагниченными и поэтому могут относительно легко двигаться только вдоль силовых линий геомагнитного поля, а движения их поперек магнитного поля ограничены, то разность скоростей движения заряженных частиц и нейтральных, на которые магнитное поле не влияет, может быть значительной. Немаловажной причиной большого различия скоростей дви­ жения заряженных и нейтральных частиц в ионосфере, помимо воздействия электрических полей, является также наличие нейтральных ветров, ско­ рость которых может достигать нескольких сот метров в секунду [40]. На важность учета нейтральных ветров при расчете температур заряженных час­ тиц в ионосфере указывалось в работе [41], в которой впервые исследова­ но влияние фрикционного нагревания, обусловленного нейтральными вет­ рами, для условий ночной невозмушенной среднеширотной ионосферы и показано, что благодаря этой причине превышение температуры ионов над температурой нейтрального газа может достигать 200 К в слое F ионосфе­ ры. Отметим, что влияние нейтральных ветров на тепловой режим средне­ широтной ионосферы исследовалось и в других работах, например [42, 43], в которых, однако, не учитывалось фрикционное нагревание, но нейт­ ральный ветер оказывал опосредованное влияние на температуры заряжен­ ных частиц вследствие изменений их концентрации. Чтобы выявить чистый эффект и исключить опосредованное через кон­ центрацию влияние нейтральных ветров, решалась система уравнений (6.32)—(6.34), а концентрация заряженных частиц считалась неизменной и равной начальной концентрации Nj(z, t)=N{(z, to). Были получены реше­ ния системы уравнений с пятью различными вариантами задаваемых высот­ ных профилей меридиональной составляющей нейтрального ветра Ѵ%, приведенными на рис. 6.10. Высотный ход и численные значения V* берут­ ся в соответствии с представленными в разд. 6.1 результатами расчетов для условий полярной шапки (см. рис. 6.1). Считалось, что такие же высотные профили нейтрального ветра могут быть и в авроральной зоне, где они во многом определяются сгенерированной в полярной шапке ветровой систе­ мой.