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

Определяемые системой уравнений (8.20)—(8.23) искомые величины N, V, Т{, Те являются функциями двух переменных: времени t и рас­ стояния от земной поверхности вдоль силовой линии h. Время t с ис­ пользованием скорости U0 может быть связано с расстоянием, которое проходит начало подвижной системы координат вдоль линии конвек­ ции. Поэтому отыскание нестационарных решений системы (8.20) — (8.23) равносильно отысканию величин N, V, Tt, Те как функций двух пространственных переменных: расстояния от земной поверхнос­ ти h и расстояния вдоль линии конвекции. Поскольку можно взять большое число линий конвекции, чтобы они покрывали собой земную поверхность достаточно густо и отстояли друг от друга не слишком да­ леко, это позволяет фактически построить пространственно-трехмерное распределение искомых величин N, V, Т{, Те над земной поверхностью. Таким образом, физические условия позволяют задачу об отыскании пространственно-трехмерных решений системы уравнений переноса ионосферной плазмы расщепить на две значительно менее сложные за­ дачи: решение зависящих от двух переменных уравнений переноса, отыскание линий конвекции и скорости движения плазмы вдоль них. Для численного решения системы уравнений (8.20)—(8.23) приме­ нялась методика, подробно описанная в разд. 6,9. Решения получаются в пределах расстояний h от земной поверхности от 100 до 700 км, По каждой замкнутой линии конвекции расчет ведется до тех пор, пока решение не становится периодическим, что позволяет в качестве началь­ ных данных брать произвольные профили. Входящие в решаемые уравнения параметры нейтральной атмосферы и другие задаваемые величины в зависимости от высоты с учетом наклона системы координат по отношению к вертикали определяются теми же формулами, что и в разд. 6.9. Зависимость задаваемых величин от гори­ зонтальных координат вычисляется следующим образом, Концентрация и температура нейтрального газа считаются не зависящими от горизон­ тальных координат (но зависящими от высоты). Горизонтальные состав­ ляющие нейтрального ветра Ѵ„, необходимые для вычисления скорости фотоионизации Q0 параметры, используемые при вычислении скорости дополнительного ионообразования Qx величины, а также напряженность электрического поля Е считаются зависящими от горизонтальных коор­ динат. Основание рассматриваемой цилиндрической трехмерной области (рис. 8.1) покрывается сеткой с узлами, отстоящими друг от друга на 3° по геомагнитной широте и на 1 ч по местному геомагнитному време­ ни. В узлах этой сетки задаются определяющие зависимость от горизон­ тальных координат значения, а сами задаваемые величины считаются из­ меняющимися в горизонтальной плоскости как непрерывные полили­ нейные функции, принимающие в узлах заданные значения. Для расчета пространственного распределения отыскиваемых пара­ метров ионосферной плазмы исходили из задания стационарного электрического поля во всей рассматриваемой области (рис, 8.1). По этому электрическому полю выбирался набор замкнутых линий конвекции, покрывающих с достаточной густотой основание рассматри­ ваемого цилиндрического объема. Затем вдоль каждой линии конвекции находились профили отыскиваемых величин в пределах расстояний от