Вестник Кольского научного центра РАН. 2012, №2.

УД К 5 5 0 .388 .2+ 533 .951 + 537 .868 М О Д ЕЛИ РО В АН И Е ВЫ С О ТН О -Ш И РО ТНЫ Х РА С П РЕ Д ЕЛ ЕН И Й СКО РО С ТИ О БЪ ЕМ Н О Й ЭМ И С СИ И О(*Я) Н А О СНО ВЕ РА Д И О ТОМ О Г РАФ И Ч Е С КИ Х Р Е К О Н С Т РУ КЦ И Й ЭЛ Е К Т РО Н Н ОЙ К О Н Ц ЕН Т РА Ц И И В ИО НО СФ Е РЕ Е.Д. Терещенко, В.А. Турянский, Р.Ю. Юрик Полярный геофизический институт КНЦ РАН Аннотация Представлены первые результаты построения высотно-широтных профилей электронной температуры и скорости объемной эмиссии O(1D), полученные на базе радиотомографических реконструкций распределений плотности электронов в ночной ионосфере. Спутниковые данные наблюдений относятся к спокойным гелиогеофизическим условиям. Используемая модель эмиссии учитывает возбуждение атомарного кислорода в процессах диссоциативной рекомбинации и возбуждение тепловыми электронами. Вычисленные значения электронной температуры находятся в хорошем согласии с данными спутниковых наблюдений (ESRO-4), а рассчитанные интенсивности в линии 630 нм практически совпадают с измеренными в диапазоне от средних до субавроральных широт. Ключевые слова: ионосфера, температура электронов, атмосферные эмиссии, процессы возбуждения. Введение Регулярные измерения интенсивности красной эмиссии начались в период Международного геофизического года (1957­ 1958 гг.), результаты этих исследований и их продолжение опубликованы в работах [1, 2]. Накопленный материал фотометрических измерений, представленный во множестве последующих публикаций, относится в основном к данным об интенсивности излучения в области средних широт. Ионизованные атмосферные компоненты участвуют в основных фотохимических процессах, приводящих к генерации эмиссии 630 нм, что обуславливает доминирующую роль освещенности атмосферы солнечным УФ-излучением на высотах эмиссионного слоя. Уменьшение интенсивности эмиссии в течение сумерек происходит из-за понижения концентраций реагентов, участвующих в диссоциативной рекомбинации. Освещение ультрафиолетовым излучением Солнца магнитно­ сопряженной области атмосферы обеспечивает дополнительное возбуждение O (1D) потоком фотоэлектронов и ионов в зимние периоды и предутреннее увеличение интенсивности. Во время геомагнитных возмущений на низких и средних широтах наблюдаются красные сияния, интенсивность которых значительно превосходит свечение в спокойных условиях [3]. На фазе восстановления геомагнитных бурь на средних широтах наблюдаются субавроральные красные дуги (SAR-дуги), возникающие вследствие роста коэффициента скорости возбуждения эмиссии 630 нм тепловыми электронами с увеличением электронной температуры на высотах F-области и внешней ионосферы [4]. В высокоширотных сияниях в возбуждение кислорода основной вклад вносит процесс ионизации нейтралов потоками вторгающихся электронов высоких энергий. Излучение атомарного кислорода при переходе O (1D 2) ^ O(3.P2) является характерной особенностью эмиссий F-области ионосферы. Исследование механизмов возбуждения и распределения по высоте этой эмиссии необходимо для корректного расчета теплового баланса атмосферы. Измерения интенсивности в линии 630 нм также давно используются при определении энергетического спектра электронов [5] и скорости ионосферных нейтральных ветров [6]. Первые работы по исследованию связи между интенсивностью атмосферной линии 630 нм и основными параметрами слоя F (электронная концентрация в максимуме, его высота) [7] и моделированию высотных профилей красной кислородной эмиссии [8] опубликованы в 1962 г. и 1975 г. соответственно. 9