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

ким широтам термосферными ветрами или в результате действия молеку­ лярной диффузии (второй механизм менее эффективен). Колебательно-возбужденные молекулы N2 возникают под действием электронов с энергиями 3—6 эВ. Молекулы N2 в таком состоянии успевают переместиться по широте на 3 -4 °, прежде чем они перейдут в основное со­ стояние, соединяясь в реакциях с ионами атомарного кислорода. Наличие колебательно-возбужденных N2 приводит к значительному уменьшению электронной концентрации на приполюсной части провала и в его минимуме. Продольные токи также оказывают влияние на электронную концентра­ цию в областях втекания токов. Продольные токи, втекающие в ионосферу, создаются движением электронов из ионосферы. Поскольку силовая труб­ ка с ионосферной плазмой, двигаясь вдоль линии конвекции, проходит область, где электроны, образующие продольный ток, движутся из ионо­ сферы, то свободные электроны будут отсасываться из ионосферы и элек­ тронная концентрация будет уменьшаться. Если это уменьшение не будет компенсироваться в процессах ионизации, то будет наблюдаться провал в электронной концентрации. Влияние электрических полей на распределение электронной концентра­ ции в провале в зависимости от широты и времени суток теоретически исследовалось в работе [85], где решалась система уравнений неразрывнос­ ти и движения для ионов и электронов. Уравнение теплового баланса в решаемую систему не включалось. Электрическое поле задавалось соглас­ но модели Волланда для спокойных и умеренно-возмущенных условий. Считалось, что в спокойных условиях электрическое поле, направленное с утренней стороны полярной шапки на вечернюю, равно 17,2 кВ, а в условиях умеренной геомагнитной возмущенности —64 кВ. Рассчитанные распределения электронной концентрации в максимуме слоя F 2 в разное время суток в условиях равноденствия и низкой солнеч­ ной активности показаны на рис. 4.2. Пунктирными кривыми показаны результаты расчетов, полученные в отсутствие электрического поля, а в спокойных и возмущенных условиях они показаны сплошными и штрихо­ выми линиями соответственно. Из рис. 4.2 можно видеть, что в спокойных условиях провал в электрон­ ной концентрации образуется начиная с 18.00 LT (минимум провала при­ ходится на 73,5°). По мере продвижения к ночным и утренним часам об­ ласть провала смещается к более низким широтам. Исчезает провал в 05.00 LT (на широте 68°). Область провала занимает по широте в вечер­ ние часы 5-7°, а в ночные часы всего 2-3°. Электронная концентрация в максимуме слоя F 2 в 2-2,5 раза меньше в провале, чем вне его. С усиле­ нием геомагнитной активности провал смещается на 3—4° в сторону более низких широт (при умеренной геомагнитной активности), уширяясь до 5—10°. Широтные градиенты электронной концентрации на северном и юж­ ном краях (стенках) провала с усилением геомагнитной активности умень­ шаются. Поэтому границы провала определяются сложнее. Глубина про­ вала с ростом активности увеличивается незначительно. Описанные расчеты показали, что роль динамических процессов, связан­ ных с электрическим полем магнитосферной конвекции, в образовании главного ионосферного провала является решающей. Сезонные особенности 87