Введение
ГЛАВА 1. Пространственная структура ионосферы и плазмосферы. Наблюдения и теория 621
1.1. Горизонтальные структуры глобального масштаба 621
1.1.1. Общая характеристика горизонтальной структуры ионосферы 621
1.1.2. Главный ионосферный провал 625
1.1.3. Провал в легких ионах 629
1.1.4. Высокоширотные провалы 631
1.1.5. Полярная полость 632
1.1.6. Авроральные пики и «язык» ионизации 634
1.2. Высотная структура ионосферы на различных широтах 636
1.2.1. Среднеширотная ионосфера 636
1.2.2. Ионосфера на субавроральных и высоких широтах 639
1.3. Ионная структура внешней ионосферы и плазмосферы 643
1.4. Сведения о тепловой структуре ионосферы и плазмосферы 651
1.4.1. Вариации температуры электронов и ионов в ионосфере 651
1.4.2. Вариации температуры электронов и ионов в плазмосфере 655
1.5. Физические механизмы формирования крупномасштабной структуры ионосферы 658
1.5.1. Процессы образования тепловой плазмы 658
1.5.2. Ионосферные химические реакции 659
1.5.3. Процессы переноса тепловой плазмы в ионосфере и плазмосфере 660
1.5.4. Механизмы образования ионосферных слоев 665
1.5.5. Заполнение геомагнитных силовых трубок ионосферной плазмой 667
1.5.6. Влияние процесса заполнения плазмосферы на формирование 666 широтной структуры ионосферы 675
1.6. Выводы 678
ГЛАВА 2. Теоретическая модель системы ионосфера-плазмосфера 679
2.1. Выбор системы координат и модели коротации 679
2.2. Уравнения непрерывности и движения ионов вдоль силовых линий 682
2.3. Уравнения теплового баланса электронов и ионов 684
2.4. Уравнения непрерывности и теплового баланса в дрейфующей 666
системе координат 685
2.5. Задание начальных и граничных условий для уравнений непрерывности и теплового баланса 690
2.6. Расчет траекторий дрейфа плазменных трубок 691
2.7. Потоки фотоэлектронов и скорость нагрева тепловой плазмы 692
2.8. Скорости горизонтального термосферного ветра 697
2.9. Выбор исходных данных к модели ионосферы и плазмосферы 699
2.9.1. Спектр ионизирующего излучения Солнца 699
2.9.2. Задание параметров нейтральной атмосферы и термосферного ветра 100
2.9.3. Эмпирические модели магнитосферных источников 101
2.10. Методы решения системы модельных уравнений 103
2.10.1. Общий алгоритм решения 103
2.10.2. Численный метод решения уравнений переноса ионов и тепла вдоль силовых линий 106
2.10.3. Численное решение уравнений переноса фотоэлектронов в магнитосопряженных ионосферах 109
2.10.4. Численный расчет скоростей термосферного ветра в F-области ионосферы 114
2.11. Выводы 116
ГЛАВА 3. Среднеширотная ионосфера в геомагнитно – спокойный период 117
3.1. Временные изменения электронной концентрации по данным моделирования 117
3.1.1. Сезонные вариации 117
3.1.2. Циклические изменения концентрации электронов в ионосфере 120
3.2. Качественная интерпретация динамики среднеширотной ионосферы 122
3.2.1. Анализ уравнения диффузии ионосферной плазмы 122
3.2.2. Дневная ионосфера 126
3.2.3. Ночная зимняя ионосфера 132
3.2.4. Ночная ионосфера в летний и равноденственный сезоны 135
3.3. Взаимодействие сопряженных областей среднеширотной ионосферы 136
3.4. Регулярные вариации температуры заряженных частиц в среднеширотной ионосфере и плазмосфере 142
3.5. Особенности распределения температур в сопряженных областях среднеширотной ионосферы 147
3.6. Выводы 149
ГЛАВА 4. Крупномасштабная структура высокоширотной ионосферы в спокойных и умеренно возмущенных условиях 151
4.1. Широтные вариации электронной концентрации в невозмущенной F-области ионосферы 151
4.2. Слой F2 в субавроральной ионосфере 154
4.3. Главный ионосферный провал 157
4.3.1. Образование главного ионосферного провала 157
4.3.2. Динамика ионосферного провала во время магнитных бурь 162
4.4. Широтные вариации концентрации заряженных частиц во внешней ионосфере 164
4.5. Образование провала легких ионов 167
4.6. Формирование полярной полости 169
4.7. Эффекты мирового времени в высокоширотной ионосфере 173
4.8. Тепловая структура высокоширотной ионосферы 177
4.9. Выводы 181
ГЛАВА 5. Реакция крупномасштабной структуры ионосферы на умеренные и сильные магнитные бури 184
5.1. Особенности моделирование отклика ионосферы на геомагнитные возмущения 184
5.2. Ионосфера во время магнитной бури 22 марта 1979 г 186
5.3. Реакция ионосферы на сильную магнитную бурю 25 сентября 1998 г 189
5.4. Реакция главного ионосферного провала на магнитную бурю
3 апреля 2004 г 193
5.5. Образование «сумеречного эффекта» на главной фазе магнитной бури 198
5.6. Выводы 204
ГЛАВА 6. Реакция ионосферы и плазмосферы на кратковременные естественные воздействия 206
6.1. Плазмосферные волноводы (дакты) 206
6.1.1. Структура дактов и качественный анализ условий их образования 206
6.1.2. Образование дактов при различных геофизических условиях 208
6.2. Ионосферные эффекты солнечных затмений 211
6.2.1. Наблюдения солнечных затмений во внешней ионосфере низких широт 211
6.2.2. Исследование реакции среднеширотной ионосферы на солнечное затмение 9 марта 1997 г. 214
6.3. Ионосферные эффекты солнечных вспышек 218
6.3.1. Образование отрицательных возмущений электронной концентрации во внешней ионосфере во время солнечных вспышек 219
6.3.2. Реакция интегрального электронного содержания на солнечные вспышки 223
6.4. Выводы 227
Заключение 229
Список использованной литературы
