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

АН СССР коллективом сотрудников, в который входил один из авторов настоящей работы. Будут также приведены некоторые результаты расче­ тов по этой модели, полученные до 1983 г. Кроме того, будет коротко описана методика решения моделирующих уравнений, основанная на при­ менении метода конечных элементов. Применяется прямоугольная система координат х, у, z с центром в точке О, находящейся на поверхности Земли. Ось О z направлена в зенит. Все рассматриваемые функции считаются зависящими от трех перемен­ ных: времени t, высоты z и горизонтальной координаты х. В плоскости О xz выделяется прямоугольная область U, лежащая в пределах высот от z H до zB и в пределах расстояния по горизонтали от хл до х„, внутри кото­ рой и отыскиваются искомые функции. Считается, что имеется пять сортов положительных ионов и семь сортов нейтральных частиц, которые перенумерованы следующим образом: 0 + - 1, 0 +2 - 2, NO+ - 3, N+ - 4, N*2 - 5, О - 6, 0 2 - 7, N0 - 8, N - 9, N2 —10, Н - 11, N (2D) - 12, а также тепловые электроны е й высоко­ энергичные электроны е вторгающихся потоков. Считаются заданными все величины, описывающие нейтральные компо­ ненты. Выполняется условие квазилинейности ионосферной плазмы, кото­ рое позволяет находить концентрацию электронов пе не путем решения уравнения неразрывности электронов, а как сумму концентраций ионов щ: пе = Е и,-. (7.1) і = 1 Концентрации ионов и,- находятся путем решения системы уравнений неразрывности: ! ^ - + 4 — (щѴ^) + - ^— ( и , ^ ) = Q t - U і= 1.......5, (7.2) 9 t д х ' d z ' где Qi - скорость ионообразования г-го сорта; L t - скорость рекомби­ нации г-го сорта ионов. Проекции вектора скорости z-го сорта ионов V/ определяются из упрощенных уравнений движения g - 2 (П XV,) - (1/т, п,) grad (щ к Т() + (я,/пг{) (Е + V, XВ) = = 2 (1/т,/)(Ѵ,-Ѵ,), (7.3) /= б где m - масса частиц; qj - заряд ионов; к - постоянная Больцмана; Т( — температура /-го сорта ионов; g — ускорение свободного падения: 1 /г// - частота столкновений ионов с нейтральными частицами сорта /; В - магнитная индукция; Е - напряженность электрического поля; \ f - скорость нейтральных частиц сорта /; Л - угловая скорость враще­ ния системы координат. Система уравнений (7.3) является линейной алгебраической относительно проекций скорости Vх., V f , Vz., i = 1, ..., 5. Из всего многообразия возможных химических реакций с участием рассматриваемых сортов заряженных и нейтральных частиц учитываются лишь следующие: реакции фотоионизации 16S