Вестник Кольского научного центра РАН. 2010, №2.

уравнения неразрывности для электронной концентрации с опущенным членом движения, при этом возмущенная электронная температура задавалась [27]. Для исследования мелкомасштабных авроральных неоднородностей, возникающих в холловском токе авроральных электроструй, была разработана нестационарная двухмерная гидродинамическая численная модель, описанная в работе [28]. Она основана на решении системы гидродинамических уравнений для электронов и ионов, включающей уравнения неразрывности и движения, при этом электроны считаются изотермичными, а уравнение теплового баланса для ионной компоненты линеаризовано. Оси прямоугольной сетки, используемой в модели, направлены вдоль ионосферного электрического поля и вдоль магнитного поля. Шаги сетки по этим осям равны 7.5 см и 10 м, соответственно, а размер всей области моделирования составляет 4.8 х 640 м. Математические модели F-области F-область, лежащая над областью E, является самой верхней частью земной ионосферы. В ней выделяют область F1, лежащую ниже примерно 250 км, и область F2, лежащую выше этого уровня. В F-области важную роль играют процессы переноса вещества, поэтому в описывающих ее поведение уравнениях неразрывности (2) нельзя пренебрегать членом движения, как это делалось в некоторых описанных в предыдущем разделе моделях E-области. Если же в уравнениях, описывающих поведение слоя F и содержащих члены движения, учитываются и те химические реакции, которые характерны для слоя E, то эти уравнения будут справедливы как на высотах слоя F, так и на высотах слоя E. Поэтому в настоящем разделе будут рассмотрены такие численные модели ионосферы, которые моделируют поведение не только слоя F, но также слоев F и E одновременно. Пространственно одномерные модели. Математическая модель F-области этого типа была описана в работе [29]. Она является одноионной нестационарной моделью, основанной на численном решении уравнения неразрывности положительных ионов, скорость которых находится из упрощенного уравнения движения в так называемом диффузионном приближении (без учета инерции и вязкости), а также уравнений движения для горизонтальных компонент скорости нейтрального газа, учитывающих инерцию и вязкость. Модель позволяет прослеживать изменения во времени высотных профилей концентрации положительных ионов (равной электронной концентрации), зональной и меридиональной проекций скорости нейтрального ветра, а также всех трех проекций скорости положительных ионов в интервале высот от 100 до 350 км. Нестационарная одноионная модель, основанная на численном решении уравнения неразрывности положительных ионов, скорость которых находится в диффузионном приближении, а также уравнений теплового баланса ионов и электронов, была подробно описана в работе [30]. Модель позволяет прослеживать временную эволюцию высотных профилей концентрации положительных ионов (равной электронной концентрации), температур ионов и электронов, а также всех трех проекций скорости положительных ионов в интервале высот от 100 до 420 км. Нестационарная одноионная модель, в которой расстояние отсчитывается не в вертикальном направлении, как в двух выше упомянутых моделях, а вдоль силовой линии магнитного поля, была описана в работе [31]. Модель основывается на численном решении системы уравнений, включающей уравнение неразрывности положительных ионов и уравнение движения этих ионов в продольном (относительно магнитного поля) направлении, содержащее силы инерции и вязкого трения, и позволяет прослеживать за временной эволюцией ионосферной плазмы, заключенной в часть магнитной силовой трубки с непроницаемыми боковыми стенками на расстоянии от земли 100-700 км. Еще одна модель, в которой расстояние отсчитывается вдоль силовой линии геомагнитного поля, была описана и использована в работе [32]. В ней решаются те же уравнения неразрывности и уравнение движения положительных ионов, что и в предыдущей модели, а также в дополнение к ним уравнения теплового баланса ионов и электронов. Модель позволяет прослеживать за нестационарным поведением плазмы в части магнитной силовой трубки в пределах расстояний от земли 100-700 км при перемещении трубки над земной поверхностью под действием крупномасштабного электрического поля. Нестационарная пятиионная модель, основанная на численном решении уравнений неразрывности для 5 сортов положительных ионов, упрощенных уравнений движения этих ионов (в диффузионном приближении) и упрощенных уравнений теплового баланса ионов (без учета теплопроводности и конвективного переноса тепла), была описана в работе [33]. Модель позволяет прослеживать изменения во времени высотных профилей концентраций 5 рассматриваемых сортов ионов, трех проекций скорости ионов и температуры ионов в интервале высот 100-580 км. 30