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

Таким образом, движение ионосферно-магнитосферной плазмы можно представить как суперпозицию двух движений: продольного перемеще­ ния плазмы, заключенной в магнитные силовые трубки с непроницаемыми боковыми стенками, и перемещения самих магнитных силовых трубок в поперечном направлении. При этом поперечная скорость магнитных силовых трубок совпадает со скоростью движения плазмы в поперечном направлении, которая определяется главным образом внешним электри­ ческим полем Ев, существующим в ионосфере и магнитосфере. Механизм генерации крупномасштабного электрического поля Ев нель­ зя в настоящее время считать полностью выясненным. Существуют раз­ личные точки зрения на его происхождение, но нет теории, которая бы позволяла рассчитывать его значения. Поэтому в расчетах внешнее элект­ рическое поле Ев считается задаваемой величиной, т.е. относится к разря­ ду управляющих параметров. А при его задании используются известные к настоящему времени экспериментальные данные, на основе кото­ рых строятся модели крупномасштабных электрических полей в ионо­ сфере. Накопленные в экспериментах сведения о картине крупномасштабных электрических полей в высоких широтах [3] уже обсуждались в гл. 1. Напомним основные черты этой картины. Основную часть времени круп­ номасштабная структура электрических полей остается почти неизменной. В полярной шапке электрическое поле направлено приблизительно от утренней стороны к вечерней и обнаруживает значительную пространствен­ ную однородность, сохраняющуюся даже во время возмущений. Величина его обычно составляет 10—30 мВ/м, а во время возмущений увеличивается в 1,5—2 раза. В авроральной зоне величина электрического поля превышает поле в шапке в 2—3 раза. Экваториальней авроральной зоны величина поля быстро убывает с расстоянием. Большую часть времени силовые линии магнитного поля эквипотенциальны, а вектор Ев постоянен вдоль силовой линии и перпендикулярен вектору В, т.е. Ев • В = 0. (8.1) Геомагнитный и географический полюса считаются совпадающими и пре- небрегается кривизной земной поверхности на расстояниях порядка размеров полярной шапки. Рассматривается трехмерная область в виде цилиндра, основание которого находится на уровне земной поверхности, а центр основания совпадает с геомагнитным полюсом Р (рис. 8.1). Ра­ диус цилиндра считается равным расстоянию от полюса до точек с геомаг­ нитной широтой 54°, а высота принимается равной высоте верхней гра­ ницы ионосферы. Считается, что отрезки магнитных силовых линий внутри рассматриваемого цилиндра прямолинейны, что они наклонены на углы, равные углам наклона силовых линий дипольного магнитного поля. Горизонтальные координаты прямоугольной системы коорди­ нат PXYZ, начало которой совпадает с геомагнитным полюсом (ось РХ направлена в антисолнечном направлении, ось P Y —на утро, а ось PZ - вдоль оси магнитного диполя) легко связываются с координатами гео­ магнитная широта - местное геомагнитное время (см. рис. 8.1). Каждая заряженная компонента а ионосферной плазмы описывается 187