ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ...................................................................1
Глава I. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ Не+ НА РАЗНЫХ ШИРОТАХ ВЕРХНЕЙ
ИОНОСФЕРЫ (ОБЗОР)..........................................................7
§1.1 Солнечно-циклические вариации ионов Не*...............................7
§1.2 Вариации концентрации ионов Не\ Н+ в области экваториальных
и низких широт.....................................................10
§1.2.1 Широтные вариации.................................................11
§1.2.2 Суточные вариации.................................................12
§1.2.3 Сезонные вариации.................................................16
§1.2.4 Долготный эффект (ДЭ)........................................... 19
§1.3 Вариации концентрации ионов Не*, Н* в области средних и высоких
широт............................................................. 22
§1.3.1 Широтные вариации.................................................22
§1.3.2 Суточные вариации.................................................24
§1.3.3 Сезонные вариации.................................................29
§1.3.4 Долготный эффект..................................................30
§1.3.5 Подобие характеристик распределения [Не*] и [Н*]...................31
§1.4 Среднеширотный провал в легких ионах (Не*, Н*).......................31
§1.4.1 Характеристики ПЛИ.................................................35
§1.4.1а Суточные вариации характеристик ПЛИ............................. 35
§1.4.16 Сезонные вариации характеристик ПЛИ...............................35
§1.4.1 в Зависимость вероятности и положения ПЛИ от уровня геомагнитной
активности.........................................................37
§1.4.1 г Долготные вариации ПЛИ...........................................40
§1.4.1д Динамика верхней ионосферы области ПЛИ :..........................42
§1.4.2 Теоретический анализ ПЛИ...........................................43
§1.4.2а Моделирование динамических процессов в верхней ионосфере..........44
§1.4.26 Теоретические представления о механизмах формирования ПЛИ.........49
§1.5 Субпровалы...........................................................51
§1.5.1 Морфологические характеристики субпровалов.........................51
§1.5.2 Теоретический анализ субпровалов...................................55
§1.6 Основные выводы.......................................................60
Глава II. ВЫДЕЛЕНИЕ ПЛИ И СУБПРОВАЛОВ В КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ Не*
ПО ДАННЫМ СПУТНИКА “188-Ь”..................................................64
§2.1 Определение ПЛИ и субпровала..........................................65
§2.1.1 Среднеширотный провал в лёгких ионах (ПЛИ)............................65
§2.1.2 Субпровал в лёгких ионах..............................................70
§2.2 Методика анализа данных...............................................73
§2.2.1 Исходный материал.....................................................73
§2.2.2 Анализ данных......................................................... 76
§2.2.3 Предварительные результаты системного анализа.........................82
§2.3 Зависимость характеристик провалов в [Не*] от уровня геомагнитной
возмущённости.........................................................84
§2.3.1 Зависимость положения провалов в [Не*] по широте от уровня
геомагнитной активности...............................................84
§2.3.2 Зависимость вероятности наблюдения ПЛИ от геомагнитной активности...87 §2.4 Основные выводы по результатам Главы II..............................92
Глава III. СУТОЧНЫЕ И СЕЗОННЫЕ ВАРИАЦИИ ВЕРОЯТНОСТИ
НАБЛЮДЕНИЯ ПРОВАЛОВ В КОНЦЕНТРАЦИИ Не*......................................94
§3.1 Сезонные вариации вероятности наблюдения провалов в [Не*] в ночных
условиях..............................................................94
§3.1.1 Сезонные вариации вероятности наблюдения ПЛИ в [Не*] в ночных
условиях..............................................................96
§3.2 Сезонные вариации вероятности наблюдения провалов в [Не*] в
дневных условиях....................................................100
§3.2.1 Сезонные вариации вероятности наблюдения ПЛИ в [Не*] в дневных
условиях............................................................102
§3.2.2 Сезонные вариации вероятности наблюдения субпровалов в [Не*]
в ночных и дневных условиях.........................................104
§3.3 Суточные вариации вероятности наблюдения провалов в [Не*] в
зимних условиях.....................................................105
§3.3.1 Суточные вариации вероятности наблюдения ПЛИ в [Не*] в зимних
условиях............................................................105
§3.4 Суточные вариации вероятности наблюдения провалов в [Не*] в летних
-42-
Некоторый вклад в рекомбинацию Не* вносит также и реакция с молекулярным кислородом (02).
Очевидно, что и диффузионные процессы с участием этих ионов также протекают совершенно по-разному в зависимости от соотношения массы и концентрации этих ионов друг к другу и к иону О*.
Известно [Iwamoto, 1993], что в период высокой солнечной активности, когда концентрация ионов О* достигает высоких значений и высота уровня перехода О*-Н* увеличивается, область действия реакции (1) расширяется на большие высоты. В результате, ЭП в [Н*] выглядит менее глубоким по сравнению с экваториальным провалом в [Не*] (данные «OGO-2,4,6» [Taylor et al., 1970; Chandra et al., 1970]). По данным «DE-1,2» [Heelis et al., 1990] в период максимума солнечной активности (август-ноябрь 1981 г., начало фазы убывания 21'0Г0 цикла, Fio7=200-230) зафиксирован аномально высокий ночной рост концентрации Не*, превышающий концентрацию Н* в 2 раза (рис. 1.2). Очевидно, что столь развитые гребни ЭП в [Не*], превышающие по абсолютной величине [Н*], нарушают подобие широтного хода [Не*] и [Н*] на экваторе и низких широтах (рис. 1.3(a)) [Iwamoto, 1993]. Хорошо прослеживается разница ЭП в [Н*] и [Не*] и в годы спада солнечной активности (1971-72, F10.7=100-130), что показывают усредненные по суткам и по сезонам данные «ISIS-2» (рис.1.4) [Kohnlein, 1981].
В минимуме солнечной активности эффективность реакции (1) на высотах ~1 ООО км значительно уменьшается. Плазма на этих высотах становится в основном водородной ([NeHH*]) и приводимые вариации Ne [Brace et al, 1967] можно рассматривать как вариации [Н*], сравнение которых с [Не*] свидетельствует о подобии формы ЭП для обоих ионов.
Из изложенного выше следует, что имеется сильная зависимость широтного хода легких ионов на низких и экваториальных широтах от уровня солнечной активности. Наиболее ярко она проявляется в годы максимума наиболее интенсивных циклов (напр., 21’ыи, 19'ым) в виде сильно развитых гребней ЭП в [Не*] и практическом отсутствии ЭП в [Н*].
§1.2.2 Суточные вариации
Суточный ход [Не*] на низких широтах впервые был выделен при анализе данных «Ехр1огег-22» (1964-65) [Brace et al., 1967] и «Explorer-32» (1966) [Brinton et
— \ъ~
DE-B COMPOSITION PARAMETERS DAY= 81277 ORBIT= 912 NORTHERN HEMISPHERE = Total I................................. {и.........|..<■***...1....1'
<. = 0+
«I = Hr+
UT(HR: MIN) 8: 0 8: 2 8: 4 8: 6 8: 8 8:10 8: 12
ALT(KM) 919 935 947 956 958 956 950
GLAT(DEG) 42. 10 35.27 28.47 21 .68 14 . 89 8.10 1 .30
GLNG(DEG) -152.2 -152-7 -153-2 -153.7 -154.2 -154.7 -155.2
SLT(HRS) 22.04 22.04 22.04 22.04 22.04 22. 04 22. 04
DLAT(DEG) ■ 41.05 и 34.77 28 . 57 22.26 15.73 9.00 2.09
Рис. 1.2 Распределения концентраций ИОНОВ 0+, Не+, Н+ С
широтой на высоте -950 КМ ДЛЯ НОЧНЫХ часов
равноденственного периода, полученные по данным спутника «ОЕ-1» в работе [НееНэ е! а!., 1990]. Обозначения: 0+=о, Не+=с11 Н*=Ь. Стрелками указана область широт, где
концентрация ионов Не+ доминирует над всеми ионными составляющими.
- Київ+380960830922