Труды КНЦ вып.9 (ГЕЛИОГЕОФИЗИКА вып. 5/2018(9))

на этих высотах авроральный хисс представляет собой электростатическую волну с углом вектора показателя преломления n к магнитному полю, близким к 90°. Принято считать, что такая волна распространяется к земной поверхности двумя основными способами: 1) внутри магнитосферного дакта, образованного расположенными вдоль силовых линий магнитного поля неоднородностями (повышениями или понижениями) электронной концентрации плазмы, 2) вне дакта [6]. Поскольку электростатические волны имеют большую поперечную компоненту вектора показателя преломления п>>1 , они не попадают в конус выхода nx<1 в волновод Земля-ионосфера и, согласно закону преломления в плоскослоистой среде, без дополнительных условий не могут достигнуть земной поверхности. Это находит отражение в экспериментальных результатах, когда авроральные шипения регистрировались на спутниках, но не были обнаружены наземной аппаратурой [8]. Для того чтобы объяснить регистрацию авроральных шипений на земной поверхности, было сделано очевидное предположение, что электростатические волны на высотах ниже 5 тыс. км рассеиваются на мелкомасштабных неоднородностях электронной концентрации ионосферной плазмы [9]. При этом часть рассеянных волн имеет такие значения волновых нормалей, что могут попасть в конус выхода и достигнуть земной поверхности. Наиболее полная модель распространения аврорального хисса к земной поверхности была предложена в работе [9]. Для описания рассеяния на неоднородностях авторы использовали линейную конверсию мод на границе областей с разными электронными концентрациями [10]. Основным недостатком данного подхода является то, что рассматривается сильно упрощенная модель неоднородностей, не учитывающая их статистическую природу. В работах [11, 12] задача рассеяния решается аналитически в рамках борновского приближения. Это позволяет авторам выявить физические процессы, определяющие рассеяние ОНЧ излучения, но не позволяет решить реальную трехмерную физическую задачу распространения аврорального хисса. Для интерпретации наблюдений нужна численная модель, связывающая все этапы распространения от места генерации до земной поверхности и учитывающая случайный характер волновых полей авроральных шипений. Описание модели Для объяснения результатов измерений нами была создана численная модель, включающая в себя программные модули, описывающие структуру электростатических волн аврорального хисса на высотах порядка 10-20 тыс. км, их распространение до области с мелкомасштабными неоднородностями электронной концентрации, расположенной на высотах ниже 5 тыс. км, рассеяние на этих неоднородностях в конус прохождения и распространение к земной поверхности. 1. Генерация аврорального хисса Рассмотрим структуру поля аврорального хисса в месте генерации. Условие черенковского резонанса в системе координат с осью Z, параллельной силовой линии магнитного поля Земли (B 0 P): ие co s0 = uph = с / пг Здесь Ue - продольная скорость электронов, в - питч-угол, Uph - фазовая скорость волны, с - скорость света, n - проекция вектора показателя преломления n на направление 99