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

6.7. Влияние параметров термосферы Аналитические выкладки и несложные оценки указывают на то, что тем­ пературы ионов и электронов в ионосфере должны зависеть и от темпера­ туры нейтральных частиц Т п. Для ионосферы в обычном состоянии выпол­ няются условия Т„< Т і < Т е, поэтому входящие в уравнения теплопроводности ионов и электронов и обусловленные упругими столкновениями частиц члены, пропорцио­ нальные { Т{ - Тп) и (Те - Т п) , являются стоками тепла, т.е. стремятся уменьшить Т{ и Те до значений, равных Тп. Менее очевидным, но не менее важным, оказывается тот факт, что от температуры нейтрального газа существенно зависит его плотность, которая, как будет показано ниже, также влияет на тепловой режим ионосферной плазмы. Как показывают измерения, иногда (чаще всего в высоких широтах) наблюдаются значи­ тельные изменения концентрации нейтральных частиц на высотах F 2-об- ласти ионосферы, причем во время некоторых геомагнитных возмущений концентрации молекулярных компонент СЬ, N2 возрастают в несколько раз. Кроме того, имеют место суточные, сезонные и другие вариации значе­ ний концентрации нейтральных частиц на высотах F -области ионосферы. Поэтому представляет определенный Интерес исследование влияния на формирование высотных профилей температур ионов и электронов в ионосферной плазме таких параметров термосферы, как температура и концентрация нейтральных частиц. Это исследование было проведено путем численного решения уравнений теплопроводности ионов и электро­ нов (6.32), (6.33); считалось, что концентрация заряженных частиц не­ изменна во времени и равна начальному профилю N j ( z , t 0) ■ Описываемые ниже результаты расчетов получены следующим обра­ зом [47]. На первом этапе методом установления отыскивались стацио­ нарные решения уравнений (6.32), (6.33), т.е. высотные профили Г,- и Те в пределах от 100 до 420 км при двух различных вариантах задаваемых температур нейтрального газа (а значит, и концентраций нейтралов). При этом считалось, что крупномасштабное электрическое поле отсутствует. На втором этапе решались нестационарные уравнения (6.32), (6.33) для условий, когда в ионосферной плазме "включается” крупномасштабное меридиональное электрическое поле, достигающее за 1 мин величины 100 мВ/м и затем остающееся равным этой величине. При этом за начальные профили Т{ и Те брались стационарные решения, полученные на первом этапе. Характерные времена установления Tt и Те при ’’включении” элект­ рического поля составляют 1 -2 мин в рассматриваемых пределах высот, поэтому приводимые ниже профили Tt и Т е , относящиеся к моменту t= 6 мин, в полной мере иллюстрируют состояние температурного режима ионосферной плазмы при наличии электрического поля. На втором этапе (при наличии электрического поля) результаты получены также для двух вариантов задаваемых температур нейтрального газа (а значит, и концентра­ ций нейтралов). Так как в используемой постановке задачи концентрация заряженных частиц Nt задается, проводились расчеты при различных высот­ ных профилях Nf, для того чтобы выявить влияние этого важного пара­ метра на получаемые результаты. 140