Вестник Кольского научного центра РАН. 2010, №2.

нейтральных частиц, так и электрические поля магнитосферного и динамо происхождения. В Калининградской обсерватории модель была реализована на ЭВМ ЕС-1046. Эта модель в III И была адаптирована на персональные компьютеры [46]. Однако оказалось, что ее применение для моделирования высокоширотной области затруднено тем, что в ней используются слишком грубые шаги сеток по пространственным переменным. Поэтому в ПГИ был разработан модифицированный вариант модели, в котором пространственное и временное разрешение модели было увеличено за счет использования переменных по широте шагов сетки [47]. Модель была также усовершенствована в ПГИ за счет того, что в нее был включен новый магнитосферный магнитогидродинамический блок, позволяющий рассчитывать продольные токи зоны 2, а не задавать их как входные параметры модели [48]. Обзор некоторых результатов модельных расчетов, воспроизводящих различные ситуации в земной ионосфере, можно найти в работе [49]. Кинетические модели В упоминавшихся выше ионосферных математических моделях, разработанных и использовавшихся в ПГИ, для описания поведения компонентов ионосферной плазмы использовались гидродинамические переменные. Перейдем к рассмотрению разработанных в ПГИ и базирующихся на решении кинетических уравнений моделей, в которых для описания поведения компонентов ионосферной плазмы используются функции распределения. В работе [50] разработан алгоритм численного решения кинетического уравнения для электронов, описывающего процессы в слабоионизованной молекулярной плазме, в которой функция распределения электронов может сильно отличаться от максвелловской. В ней численно исследовано влияние переменного высокочастотного электрического поля на функцию распределения электронов. Рассчитаны кинетические коэффициенты плазмы, позволяющие перейти к ее гидродинамическому описанию в широком диапазоне изменения внешних параметров. В работе [51] представлена модель описания распределения по скоростям ионов в F-области авроральной ионосферы. Это сделано с помощью решения кинетического уравнения ионов в присутствии внешнего электромагнитного поля и с учетом различных видов соударений ионов. В модели в столкновительный член кинетического уравнения введен парциальный интеграл соударений, учитывающий взаимодействия ионов с поляризованными нейтральными частицами. Температура ионов считается анизотропной относительно внешнего магнитного поля. Для исследования эволюции вытянутых вдоль геомагнитного поля сверхмелкомасштабных неоднородностей электронной концентрации, которые могут образовываться в замагниченной ионосферной плазме F-слоя как естественным путем, так и при искусственных воздействиях на нее, в частности, во время нагревных экспериментов, была разработана нестационарная пространственно двухмерная численная модель, описанная в работе [52]. Модель основана на решении кинетических уравнений электронов и ионов с самосогласованным электрическим полем (система Власова- Пуассона) и заданным внешним магнитным полем. Для решения применяемой системы уравнений Власова-Пуассона используется метод крупных частиц. Заключение За время существования ПГИ достигнут значительный прогресс в исследованиях тех физико­ химических процессов, которые протекают в земной ионосфере и определяют собой распределение концентрации заряженных частиц на разных высотах, а также динамику и тепловой режим ионосферной плазмы. Применение математических моделей поведения различных ионосферных слоев внесло немаловажный вклад в вышеуказанные исследования. Те несколько десятков математических моделей, разработанных в ПГИ и упомянутых в настоящем обзоре, были предназначены, в большинстве своем, для исследования особенностей поведения высокоширотной ионосферы, которая в силу специфики конфигурации магнитного поля в околоземном пространстве и тесной связи верхней атмосферы Земли в приполюсных областях с плазмой межпланетного пространства существенно отличается от средне- и низкоширотной ионосферы. Разработанные в ПГИ математические модели ионосферы применялись для решения различных задач, в частности, для интерпретации экспериментальных данных и выявления тех механизмов и процессов, которые приводят к наблюдаемому поведению измеряемых параметров ионосферы, для предсказания возможного будущего поведения того или иного ионосферного параметра как в неординарных естественных условиях, так и при искусственных воздействиях на ионосферу, а также для других целей. Кроме того, найденные при помощи математических моделей параметры ионосферы как среды распространения радиоволн использовались для расчетов распространения радиоволн в высокоширотной ионосфере. В исследованиях высокоширотной атмосферы, ионосферы и 33