Вестник Кольского научного центра РАН. 2010, №2.

электронов и положительных ионов, а также взаимную нейтрализацию ионов обоих знаков. Эта модель неоднократно использовалась для интерпретации экспериментальных данных ПГИ, в частности, в работе [18]. Нестационарная пространственно одномерная математическая модель высокоширотной D- области, учитывающая вертикальный перенос вещества, была разработана А.С. Кирилловым и Г.А. Аладьевым, ее краткое описание можно найти в работе [19]. Она основана на численном решении системы 39 нестационарных одномерных уравнений неразрывности, содержащих члены движения, которые описывают поведение положительных и отрицательных ионов, а также основных, малых и возбужденных нейтральных составляющих и учитывают протекание 139 химических реакций. Еще одна нестационарная статическая модель высокоширотной нижней ионосферы была разработана Ю.Н. Куликовым [20]. Помимо нескольких сортов ионов эта модель описывает также поведение нескольких сортов малых нейтральных составляющих. Для расчета электронной концентрации на высотах слоя D ионосферы предназначена еще одна нестационарная статическая математическая модель, разработанная в ПГИ и описанная в работе [21]. В ней решается одно уравнение неразрывности для электронной концентрации (2) с опущенным членом движения. Однако, в отличие от всех перечисленных выше моделей, она предназначена для исследования поведения электронной концентрации при излучении с поверхности Земли в вертикальном направлении мощного КВ-радиоимпульса длительностью порядка нескольких мкс. С ее помощью исследовалась возможность пробоя ионосферы мощной радиоволной коротковолнового диапазона. Численные модели поведения E-области E-область, лежащая на высотах от 90 до примерно 130 км, считается наиболее изученным слоем земной ионосферы, т.к. поведение плазмы здесь определяется менее сложными, чем в других областях ионосферы, физическими процессами. Для изучения протекающих в E-слое высокоширотной ионосферы процессов в ПГИ было разработано несколько математических моделей. Стационарная статическая модель E-области была описана в работе [22]. В ней рассматривается одно уравнение неразрывности для электронной концентрации (2), в котором пренебрегается не только членом движения, но и производной по времени, т. е. электронная концентрация определяется из условия равенства скоростей ионообразования и рекомбинации, причем скорость ионообразования определяется только высыпающимися электронами, для исследования влияния которых и предназначалась эта модель. Для исследования влияния высыпающихся электронов на распределение ионизации в E-слое высокоширотной ионосферы была разработана еще одна статическая нестационарная модель, описанная в работе [23]. В ней численно методом Рунге-Кутта решалась система десяти обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка. Первые восемь уравнений являлись уравнениями неразрывности для 4 положительных ионов, электронов и 3 нейтральных сортов частиц с опущенными членами движения. Последние 2 уравнения являлись уравнениями теплового баланса, описывающими электронную температуру и колебательную температуру молекулярного азота, причем в них пренебрегалось теплопроводностью электронного газа и диффузией колебательных квантов. Нестационарная пространственно одномерная, учитывающая вертикальный перенос вещества модель высокоширотной E-области была описана в работе [24]. Она основывалась на численном решении системы уравнений неразрывности и уравнений движения для 5 сортов положительных ионов и электронов, а также 5 нейтральных компонент, причем некоторые из них могли находиться в возбужденных состояниях. Модель предназначалась для исследования колебательно возбужденных молекулярных составляющих в химическом балансе высокоширотной ионосферы в возмущенных условиях. Для исследования поведения нижней ионосферы во время активных экспериментов по нагреву ионосферных электронов наземным ВЧ передатчиком в ПГИ была разработана модель, позволяющая рассчитывать возмущения электронной температуры, вызываемые греющей волной. В модели решалось уравнение теплового баланса для электронов в пренебрежении теплопроводностью и движением электронного газа. Первоначальный вариант этой модели был не только статическим, но и стационарным [25], затем модель была усовершенствована и стала нестационарной [26]. В ней уравнение теплового баланса электронов решалось методом Рунге-Кутта при задаваемой электронной концентрации. Позже была создана нестационарная статическая модель, позволяющая рассчитывать во время искусственного нагрева электронную концентрацию путем решения одного 29