Моделирование распределения температуры электронов в области F2 высокоширотной ионосферы для условий зимнего солнцестояния
Автор: Голиков И.А., Гололобов А.Ю., Попов В.И.
Журнал: Солнечно-земная физика @solnechno-zemnaya-fizika
Статья в выпуске: 4 т.2, 2016 года.
Бесплатный доступ
На основе трехмерной модели высокоширотной ионосферы в переменных Эйлера, учитывающей несовпадение географического и геомагнитного полюсов, проведено исследование поведения электронной температуры T e в области F2 ионосферы в зависимости от мирового времени. Представлены результаты численного моделирования пространственно-временного распределения температуры электронов на высотах области F2 для условий зимнего солнцестояния, минимума солнечной активности и для умеренной геомагнитной активности. Показано, что распределение температуры электронов в области F2 высокоширотной ионосферы в зимний период характеризуется повышением T e в утреннем и вечернем секторах. Далее несовпадение полюсов приводит к регулярным долготным особенностям в распределении T e при суточном вращении Земли. Так, в 05 UT, когда освещено восточное полушарие, формируется зона повышенной T e только в утреннем секторе, а в 17 UT, когда освещено западное полушарие, - в обоих секторах. Обсуждаются причины формирования зон повышенной T e в зависимости от мирового времени. Проведено сопоставление результатов численных экспериментов с аналогичными, полученными с помощью других моделей.
Высокоширотная ионосфера, область f2, трехмерная модель, скорости нагревания и охлаждения электронов и ионов, температура электронов и ионов, зоны повышенной температуры электронов, долготные особенности
Короткий адрес: https://sciup.org/142103620
IDR: 142103620 | DOI: 10.12737/19424
Список литературы Моделирование распределения температуры электронов в области F2 высокоширотной ионосферы для условий зимнего солнцестояния
- Голиков И.А., Гололобов А.Ю., Попов В.И. Численное моделирование теплового режима высокоширотной ионосферы//Вестник Северо-Восточного федерального университета. 2012. Т. 9, № 3. С. 22-28.
- Гололобов А.Ю., Голиков И.А., Попов В.И. Моделирование высокоширотной ионосферы с учетом несовпадения географического и геомагнитного полюсов//Вестник Северо-Восточного федерального университета. 2014. Т. 11, № 2. С. 46-54.
- Клименко В.В., Кореньков Ю.Н., Намгаладзе А.А. и др. Численное моделирование «горячих пятен» в ионос-фере Земли//Геомагнетизм и аэрономия. 1991. Т. 31, № 3. С. 554-557.
- Колесник А.Г., Голиков И.А. Механизм формирования главного ионосферного провала области F//Геомагнетизм и аэрономия. 1983. Т. 23, № 4. С. 909-914.
- Колесник А.Г., Голиков И.А., Чернышев В.И. Математические модели ионосферы. Томск: МГП «Раско», 1993. 240 с.
- Кринберг И.А., Тащилин А.В. Ионосфера и плазмо-сфера. М.: Наука, 1984. 189 с.
- Мингалев Г.И., Мингалева В.С. Проявление эффекта повышения электронной температуры в главном ионосферном провале за счет внутренних процессов в разные сезоны//Геомагнетизм и аэрономия. 1992. Т. 31, № 2. С. 83-87.
- Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. 656 с.
- Banks P.N., Kockarts G. Aeronomy. Part A, B. New York: Academic Press, 1973. 785 p.
- Bilitza D. Altadill D., Zhang Y., et al. The International Reference Ionosphere 2012 -a model of international collaboration//J. Space Weather Space Clim. 2014. V. A07. P. 1 DOI: 10.1051/swsc/2014004
- Chapman S. The absorption and dissociative of ionizing effect of monochromatic radiation in an atmosphere on a rotation Earth//Proc. Phys. Soc. 1931. V. 43, N 5. P. 483-501 DOI: 10.1088/0959-5309/43/5/302
- David M., Schunk R.W., Sojka J.J. The effect of downward electron heat flow and electron cooling processes in the high-latitude ionosphere//J. Atm. Solar-Terr. Phys. 2011. V. 73, N. 16. P. 2399-2409 DOI: 10.1016/j.jastp.2011
- Fang X., Randall C., Lummerzheim D., et al. Electron impact ionization: A new parameterization for 100 eV to 1 MeV electrons//J. Geophys. Res. 2008. V. 113, A09311 DOI: 10.1029/2008JA013384
- Heppner J.P. Empirical model of high electric field//J. Geophys. Res. 1977. V. 82, N 7. P. 1115-1125 DOI: 10.1029/JA082i007p01115
- Koffman W., Wickwar V.B. Very high electron temperature in the daytime F region at Sondrestrom//Geophys. Res. Lett. 1984. V. 1, N 9. P. 912-922 DOI: 10.1029/GL011i009p00919
- Mingalev G.I., Mingaleva V.S. Simulation of the spatial structure of the high-latitude F-region for different conditions of solar illumination of the ionosphere//Proc. XXV Annual Seminar "Physics of Auroral Phenomena". Apatity, 2002. P. 107-110.
- Perkins F.W., Roble R.G. Ionospheric heating by radio waves: prediction for Arecibo and the satellite power station//J. Geophys. Res. 1978. V. 83, N 4. P. 1611-1624.
- Picone J. M., Hedin A. E., Drob D. P., Aikin A. C. NRLMSISE-00 empirical model of the atmosphere: Statistical comparison and scientific issues//J. Geophys. Res. 2002. V. 107, N A12. P. 1501-1516.
- Schunk R.W., Nagy A.F. Electron temperature in the F-regions of the ionosphere: theory and observations//Rev. Geophys. Space Phys. 1978. V. 16, N 3. P. 355-399.
- Schunk R.W., Sojka J.J., Bowline M.D. Theoretical study of the electron temperature in the high-latitude ionosphere for solar maximum and winter conditions//J. Geoph. Res. 1986. V. 91, N A11. P. 12041-12054.
- Stubbe P. Simultaneous solution of the time dependent coupled continuity equations, heat conduction equations, and equations of motion for a system consisting of a neutral gas, an electron gas, and a four component ion gas//J. Atmos. Terr. Phys. 1970. V. 32, N 9. P. 865-903.
- Truhlik V., Bilitza D., Triskova L. A new global empirical model of the electron temperature with the inclusion of the solar activity variations for IRI//Earth Planet and Space. 2012. V. 64. P. 531-543.
- Vorobjev V.G., Yagodkina O.I., Katkalov Yu.V. Auroral Precipitation Model and its applications to ionospheric and magnetospheric studies//J. Atmos. Solar-Terr. Physics. 2013. V. 102. P. 157-171.
- Xiong C., Luhr H., Ma S.Y. The subauroral electron density trough: Comparison between satellite observations and IRI-2007 model estimates//Adv. Space Res. 2013. V. 51. P. 536-544.
