Ионосферные неоднородности, инициированные интенсивными магнитосферными токами и атмосферными волнами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 04.00.23, доктор физико-математических наук Шалимов, Сергей Львович

• Шалимов, Сергей Львович
• доктор физико-математических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Шалимов, Сергей Львович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Аномальная диссипация интенсивного продольного тока и формирование неоднородностей в полярной верхней ионосфере.

1.1. Мелкомасштабная структура продольных токов.

1.2. Замыкание продольных токов поперечными токами в магнитосфере.

1.3. Формирование сильных электростатических скачков на границах токовых слоев.

1.4. Предельность энергии турбулентности при протекании интенсивных мелкомасштабных продольных токов.

1.5. Крупномасштабный градиент электронной температуры в верхней ионосфере дневного каспа.

ГЛАВА 2. Аномальная диссипация интенсивного поперечного тока и формирование неоднородностей в нижней ионосфере.

2.1. Сильные разрывы в сверхзвуковом потоке плазмы полярной ионосферы и проблема радиоотражений 4 типа.

2.2. Радиоотражения 3 типа в полярной ионосфере.

2.3. Сильные электрические поля в среднеширотной ионосфере и связанные с ними радиоотражения.

2.4.Квазипериодические радиоотражения в ионосфере средних широт.

ГЛАВА 3.Формирование неоднородностей при акустическом воздействии на ионосферу.

3.1.Параметрическое усиление магнитного сигнала в неоднородной слабоионизованной плазме при акустической накачке.

3.2. Сжатие ионосферных неоднородностей под действием акустического импульса.

3.3. Коротковолновая асимптотика спектра турбулентности Бюргерса и проблема дискриминации шумового источника.

3.4.0 структуре мощного магнитного импульса в верхней ионосфере.

3.5.Генерация неоднородностей УНЧ - КНЧ - ОНЧ диапазона мощным магнитным импульсом в верхней ионосфере.

ГЛАВА 4. Ионосферные неоднородности, возникающие при прохождении внутренних гравитационных волн.

4.1.Нелинейные возмущения в ионосфере при прохождении внутренних гравитационных волн.

4.2. Коллапс внутренних гравитационных волн в двумерно -неоднородной атмосфере.

4.3. Вертикальная структура ионосферных возмущений, инициированная диссипацией ВГВ при ее распространении через ионосферу.

4.4. Анализ экспериментальных результатов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ионосферные неоднородности, инициированные интенсивными магнитосферными токами и атмосферными волнами»

Актуальность темы. Совершенствование техники геофизических экспериментов (расширение диапазона и пространственно-временного разрешения измерений), и проведение наблюдений с использованием измерительных комплексов (наземных и космических, включающих спутники, ионозонды, интерферометры, радары) позволили установить, что ионосфера, как посредник между магнитосферой и атмосферой, представляет собой открытую физическую систему и характеризуется широким спектром неоднородностей, связанных с различными видами воздействий - солнечными и магнитными бурями (внезапные ионосферные возмущения, поглощение радиоволн в полярной шапке, авроральное поглощение радиоволн, ионосферные бури, перемещающиеся ионосферные возмущения), метеорологической и сейсмической активностью, искусственными воздействиями (нагрев мощными радиоволнами, выбросы химически активных веществ, взрывы и др.). Неоднородности охватывают все слои ионосферы и распространяются на все широты.

Сильная неоднородность ионосферы (особенно полярной), связанная со сложностью и разноообразием протекающих в ней физических процессов, затрудняет прогнозирование параметров радиосвязи, радионавигации, искажает характеристики геомагнитных вариаций, используемых при волновой диагностике околоземной плазмы. Поэтому на протяжении многих лет исследование ионосферных неоднородностей находится в ряду фундаментальных проблем геофизики и по-прежнему актуально в связи с продолжающимся использованием ионосферы как тракта передачи информации и размещением в ней глобальных телекоммуникационных систем.

Считается, что возникновение крупномасштабных ионосферных возмущений связано с непосредственным влиянием электромагнитных и корпускулярных потоков от Солнца, джоулевой диссипацией магнитосферных токов и атмосферных волн, столкновительным и химическим взаимодействием заряженных и нейтральных компонент ионосферной плазмы.

Следует, однако, учесть, что не вся энергия возмущений переходит в тепло. Часть ее, перехватываемая ионосферой, служит источником для формирования структур и неоднородностей более мелких масштабов, связанных с развитием плазменных неустойчивостей. Поскольку ионосферные неоднородности возбуждаются за счет источников свободной энергии (крупномасштабных возмущений), а затем затухают, то развитие плазменных неустойчивостей и структур можно рассматривать как процесс дополнительной или аномальной диссипации энергии возмущения. При этом связанные с ионосферной турбулентностью аномальные процессы (турбулентный нагрев, аномальные диффузия и сопротивление) могут стать основными в динамике возмущений.

Настоящая диссертационная работа посвящена решению проблемы взаимодействия с ионосферой (посредством механизмов аномальной диссипации) крупномасштабных возмущений, связанных с протеканием интенсивных магнитосферных токов и прохождением атмосферных волн. Круг явлений, подлежащих теоретическому анализу, здесь достаточно широк, поскольку к рассматриваемым воздействиям на ионосферу приводят различные виды геофизической активности (геомагнитная, метеорологическая, сейсмическая), а также ряд техногенных процессов. Вместе с тем, на период начала исследования адекватные механизмы аномальной диссипации крупномасштабных токов и атмосферных волн в ионосферной плазме были еще либо недостаточно разработаны, либо отсутствовали вообще.

По-видимому, впервые на данную проблему обратили внимание в 1963 году в связи с исследованием известного к тому времени явления в полярной ионосфере - эффективного обратного рассеяния радиоволн КВ и УКВ диапазона. Периоды интенсивных радиоотражений, как правило, совпадали с появлением видимых форм полярных сияний, и это явление получило название радиосияний. В отличие от Г.Букера, который рассматривал возможные модели рассеяния радиолокационного сигнала отражающими областями, Д.Фарлей и О.Бунеман стали выяснять физический механизм образования неоднородностей и показали, что достаточно интенсивные возмущения магнитосферного электрического поля (в периоды высокой геомагнитной активности) могут приводить к развитию плазменной неустойчивости в области протекания ионосферного поперечного тока (электроджета). Хотя неустойчивость Фарлея-Бунемана хорошо описывала ряд экспериментальных фактов, но по мере их накопления стало ясно, что картина явления сложнее, чем предсказывала теория, и что, в частности, необходим учет турбулентного нагрева в электроджете.

Сами электроджеты - часть аврорального овала, где фокусируется энергия, передаваемая от магнитосферы к ионосфере с помощью альвеновских волн или продольных токов; это вынуждает ионосферу перестраиваться так, чтобы пропустить большой ток с его последующей диссипацией, вследствие которой происходит нарушение эквипотенциальности силовых линий магнитного поля и расслоение вытекающего из ионосферы продольного тока. Оказалось, что указанные явления также принципиально нельзя понять без представлений о развитии ряда плазменных неустойчивостей и связанных с ними эффектов аномального сопротивления, аномальной диффузии и турбулентного нагрева в областях протекания интенсивных продольных токов.

Генерация мелкомасштабных неоднородностей интенсивными крупномасштабными возмущениями ионосферы отмечалась также в исследованиях по воздействию на ионосферу мощными радиоволнами, выбросами бариевых облаков и при прохождении монохроматических внутренних гравитационных волн (явления Е и Е рассеяния), где основополагающие работы принадлежат школам А.В.Гуревича, Б.Н.Гершмана и Л.М.Ерухимова.

Распространение через ионосферную плазму атмосферных волн, вызываемых метеорологической или сейсмической активностью, также принадлежит к рассматриваемому кругу вопросов. Здесь энергия, передаваемая от атмосферы к ионосфере с помощью акустикогравитационных волн, может усиливаться, так как ионосфера оказывается в неравновесном состоянии для воздействий такого рода. При учете неоднородности параметров атмосферы, ее сжимаемости и наличии диссипативных и нелинейных эффектов, соответственно меняются условия генерации ионосферных неоднородностей по сравнению со случаем взаимодействия монохроматических волн с ионосферной плазмой. Последствия такого взаимодействия могут существенно отличаться от предсказаний традиционно используемой теории ветрового сдвига.

Актуальность проблемы связана и с необходимостью решения ряда практических задач, в частности, созданием дополнительных (к сейсмическим) электромагнитных методов контроля (основанных на мониторинге ионосферы) за проведением подземных ядерных испытаний, обеспечением надежности спутниковой радиосвязи и т.д. Эти методы должны опираться на соответствующую теорию процессов генерации ионосферных неоднородностей неплазменными источниками. Поэтому в настоящее время назрела необходимость построения теории этих явлений.

Целью работы является теоретическая разработка механизмов аномальной диссипации интенсивных токов и акустико-гравитационных волн в ионосферной плазме. При этом исследования направлены на выделение условий формирования плазменных (магнитосферных) и неплазменных (атмосферных) источников ионосферных возмущений; определение типов плазменных неустойчивостей, приводящих к образованию неоднородностей в ионосфере, исследование их механизмов и характеристик; определение изменений в эволюции возмущений, вносимых ионосферной турбулентностью; исследование структур в ионосфере, в том числе с применением модельных нелинейных уравнений.

Научная новизна. В работе впервые предложены новые механизмы процессов, которые сопровождают диссипацию интенсивных продольных токов в турбулентной плазме полярной верхней ионосферы (расслоение продольного тока, замыкание продольного тока, возникновение электростатических скачков, насыщение плотности турбулентной энергии, установление крупномасштабного градиента электронной температуры);

- рассмотрены новые механизмы диссипации поперечных токов (электроджетов) в полярной нижней ионосфере (радиоотражения 3 и 4 типов), а также условия развития неустойчивостей в спорадических электроджетах ионосферы средних широт (генерация сильных электрических полей) и предсказаны области локализации радиоотражений;

- в рамках электронной магнитной гидродинамики получено и исследовано модельное нелинейное уравнение, описывающие воздействие АГВ на нижнюю ионосферу и обоснована возможность возбуждения ионосферной турбулентности неплазменными источниками;

- для сжимаемой и неоднородной атмосферы получено нелинейное уравнение, описывающее распространение и воздействие внутренних гравитационных волн (ВГВ) на верхнюю ионосферу;

- исследован эффект фокусировки ВГВ в сжимаемой двумерно-неоднородной атмосфере;

- предложен и исследован механизм создания вертикальной структуры ионосферных возмущений при диссипации ВГВ в неоднородно стратифицированной (по температуре и ветру) атмосфере;

- проанализированы характерные неоднородности, возникающие в ионосфере сейсмически активных регионов при прохождении ВГВ.

Научная и практическая значимость. Выполненные в диссертации исследования направлены на создание теоретической основы механизмов формирования мелкомасштабных ионосферных неоднородностей, возникающих при протекании магнитосферных токов и распространении атмосферных волн через плазму ионосферы при активизации геомагнитных, метеорологических или сейсмических процессов.

Полученные теоретические результаты позволяют объяснить ведущую роль тонкой структуры продольных токов в ряде основных авроральных процессов, выяснить механизмы формирования неоднородностей различных типов, возникающих при протекании поперечных токов в высокоширотной и среднеширотной ионосфере и предсказать их характерные особенности, рассмотреть трансформацию интенсивного акустического импульса в плазменные возмущения, распространяющиеся в магнитосферу, учесть реальные условия взаимодействия внутренних волн с ионосферой, а также могут быть применены для решения практических задач совершенствования электромагнитных методов контроля и дискриминации подземных ядерных взрывов, предупреждения о сейсмической и экологической опасности.

Личный вклад автора. В монографиях "Физические явления в дневных полярных каспах" (совместно с Пудовкиным М.И., Клейменовой Н.Г., Троицкой В.А.) и "Ионосферные предвестники землетрясений" (совместно с Липеровским В.А., Похотеловым O.A.) автором написаны по две главы в каждой из монографий. В работах с соавторами вклад автора паритетный.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Диссипация интенсивного продольного тока в авроральной области (при развитой электростатической ионно-цикпотронной или ионно-звуковой неустойчивостях) сопровождается его расслоением (вследствие тепловой неустойчивости), частичным замыканием и формированием электростатических скачков на неоднородных границах токовых слоев, причем предельный уровень турбулентной энергии и продольный градиент электронной температуры в магнитосфере определяются тонкой структурой тока.

2. При выполнении определенных условий в авроральном электроджете развитие электронной термодиффузионной неустойчивости и возникновение сильных разрывов при сверхзвуковом движении замагниченной плазмы являются основными механизмами формирования неоднородностей, приводящих к наблюдаемым радиоотражениям; на средних широтах в спорадических электроджетах условием развития Фарлей-Бунемановской и градиентно-дрейфовой неустойчивостей является генерация достаточно сильных поляризационных электрических полей.

3. Нелинейный отклик нижней ионосферы на воздействие интенсивных акустических волн сопровождается сжатием фоновых неоднородностей, перестройкой диссипативной области их спектра, генерацией мощного импульса продольного тока и развитием ряда низкочастотных плазменных неустойчивостей в магнитосфере.

4. Распространение внутренних гравитационных волн в сжимаемой неоднородной атмосфере характеризуется нелинейной генерацией гармоник, а при определенных условиях - фокусировкой и диссипативными эффектами, которые могут приводить, соответственно, к нелинейному отклику ионосферы и развитию вертикальной структуры крупномасштабных ионосферных неоднородностей.

Краткое содержание диссертации

В первой главе рассмотрены вопросы аномальной диссипации интенсивного продольного тока и формирование неоднородностей в полярной верхней ионосфере.

При передаче энергии от магнитосферы к ионосфере посредством продольных и замыкающих их поперечных токов, локализованных в авроральной зоне, определяющим процессом является такая перестройка ионосферной плазмы, которая позволяет ей проводить большой ток, требуемый внешними условиями. Согласно измерениям на высотах ~Re (Mozer et al., 1980), плотность продольного тока настолько интенсивна, что возбуждается ряд неустойчивостей, и прежде всего неустойчивость с наименьшим порогом - электростатическая ионно-циклотронная (ЕЮ). Эффективный нагрев ЕЮ-волнами ионов (в основном поперек геомагнитного поля) позволяет ввести ионные температуры, соответствующие продольной и поперечной степеням свободы. Поскольку неустойчивость развивается только если токовая скорость u>ucr, а критическая скорость ucr пропорциональна поперечной температуре ионов Ту. , то с ростом поперечной температуры имеем ucr-» и, и неустойчивость должна была бы выключаться, что противоречит наблюдениям. По оценкам, эффективный диффузионный отвод нагретых ионов из области турбулентности, обеспечивающий квазистационарность, был бы возможен лишь при наличии тонких токовых слоев с масштабом <1 км, поэтому должен существовать соответствующий механизм расслоения крупномасштабного тока в турбулентной плазме.

Такой механизм рассмотрен в разделе 1.1. При учете релаксации энергии нагретых ионов за счет ион-ионных столкновений показано, что развивается апериодическая тепловая неустойчивость, в результате которой выше максимума F слоя возникает характерный масштаб токовых слоев порядка "длины остывания" горячих ионов ~ л/Дуг~, где DXi- коэффициент поперечной диффузии ионов в турбулентной плазме, - характерное время обмена энергией за счет ион-ионных соударений. Ниже максимума F слоя масштаб продольных токов порядка ~Лл, где L - Djr - "диффузионная длина", / = л/Д~г~ - "длина остывания", d± - коэффициент амбиполярной диффузии в турбулентной плазме, тг xin -характерные времена рекомбинации ионов и обмена энергией с нейтралами. Оценки этих масштабов хорошо согласуются с экспериментом.

В разделе 1.2 рассмотрена задача о частичном замыкании продольного тока на неоднородных границах токовых слоев в плазме с развитой ЕЮ турбулентностью.

Из кинетических уравнений для ионов и электронов в квазигидродинамическом приближении найдено выражение для плотности тока замыкания и показано, что в верхней ионосфере на неоднородных границах мелкомасштабных токовых слоев при развитой ЕЮ турбулентности могут возникать поперечные токи, частично замыкающие продольные. Поперечный ток связан с передачей среднего, направленного вдоль неоднородной границы, импульса волн резонансным ионам и электронам. При этом в однородной плазме, когда спектр турбулентности изотропен, замыкание продольного тока поперечным отсутствует. С учетом искажения спектра волн в слабонеоднородной плазме найдена величина тока j± > 3-10"9 А/м2, согласующаяся с измерениями спутниковых пар (S3-2 и S3-3, DE-1 и AKEBONO).

В разделе 1.3 проанализировано следствие частичного замыкания тока на магнитосферных высотах - формирование электростатических скачков на неоднородных границах токовых слоев.

В предположении, что при замыкании продольных токов на неоднородных границах мелкомасштабных токовых слоев в турбулентной плазме поляризационное разделение зарядов идет быстрее, чем расплывание неоднородности, для электрического поля получено модельное нелинейное уравнение Бюргерса. Асимптотические оценки величины электрического поля в скачке, описываемым этим уравнением, и масштабы скачка согласуются с наблюдениями. При этом, по оценкам, вклад электростатических скачков в процесс замыкания продольного тока сравним с диамагнитным и педерсеновским токами.

В разделе 1.4 рассмотрен вопрос о предельной величине плотности низкочастотной электростатической турбулентности в областях протекания интенсивного продольного тока.

В условиях верхней ионосферы на уровень турбулентности могут оказать влияние не только нелинейные процессы, но и турбулентный нагрев, а также процессы расслоения продольных токов. Если обратиться к результатам экспериментальных исследований на высоких широтах, то как наземные измерения (Барсуков и Пудовкин, 1970), так и измерения со спутников (спутник S3-3) позволяют считать, что существует некоторый предел для плотности энергии электростатической турбулентности, достигаемый при протекании в верхней ионосфере токов порядка j//« 0.5-10"6 А/м2.

Это явление удовлетворительно объясняется, если на авроральных силовых линиях возбуждены электростатические ионно-циклотронная и ионно-звуковая неустойчивости. Для случая, когда ЕЮ неустойчивость стабилизирована уширением ионных резонансов, получено соотношение, учитывающее нелинейную зависимость уровня

I 1/2 от значения относительной турбулентности дп / п = (/ п токовой скорости иЛ/е в режиме co/k//ve < u/ve < 1 и дающее ограничение плотности турбулентной энергии при возрастании токовой скорости. При этом максимальная величина относительной спектральной плотности турбулентной энергии составляет 10"2 Гц"1/2 на частоте f « 128 Гц при jz ~ 0.7-10"6 А/м2, что соответствует эксперименту.

Большие продольные скорости с u/ve > 1 возбуждают бунемановскую и далее ионно-звуковую неустойчивость в режиме Сагдеева. Показано, что образующаяся в результате турбулентность нестационарна, ее уровень убывает со временем по закону 5n/n «l/3(co¡ t)1/4 и не зависит от величины продольного тока. Исследованы различные механизмы срыва турбулентности, из которых наиболее эффективным оказался уход волн через поперечные границы мелкомасштабного токового слоя. Для поперечного размера /х срыв произойдет через время т « co¡(3en/x/ jz)2. Для /±~ 1км и u/ve < 1, имеем т ~ 0.1с , и в этом случае максимальная относительная спектральная плотность турбулентной энергии ионно-звуковых волн порядка 2Ю 3Гц"1/2 (на частоте f=oo¡/27t), то есть не больше той, что дает EIC турбулентность.

В разделе 1.5 рассмотрена задача об образовании крупномасштабного градиента электронной температуры в областях протекания продольного тока.

В дневном каспе выше максимума F слоя по результатам серии пролетов спутника DE-2 был обнаружен (Curtis et al., 1985) продольный квазистационарный градиент температуры электронов порядка 10 К/км (температура растет с высотой) при наличии нисходящего потока электронов переходой области. Согласно оценкам, электрон-электронные столкновения не могут обеспечить установление наблюдаемого градиента температуры. В предположении, что рассеяние частиц происходит на турбулентных пульсациях (внешняя турбулизация), рассмотрен механизм передачи энергии высыпающихся электронов после инжекции плазмы переходной области в касп) окружающим частицам. Показано, что разлет горячих электронов, сопровождаемый встречным потоком холодных (в данном случае - ионосферных) электронов для компенсации заряда, приводит к установлению квазистационарного профиля электронной температуры выше максимума F слоя в согласии с экспериментом, если движение ионосферных электронов происходит через области нестационарной (из-за ухода волн через границы токовых слоев) ионно-звуковой турбулентности.

Вторая глава посвящена вопросам формирования неоднородностей в нижней ионосфере в областях протекания интенсивного поперечного тока.

В предыдущей главе было показано, что эффект частичного замыкания продольного тока имеет место уже в верхней полярной ионосфере (магнитосфере); основное замыкание происходит в нижней ионосфере, где вследствие этого процесса формируются мощные электроджеты - струи поперечного холловского тока.

Многолетние исследования аврорального электроджета с помощью радаров привели к выделению 4-х типов радиоотражений от движущихся неоднородностей. Типы 1 и 2 соответствуют развитию известных плазменных неустойчивостей Фарлея-Бунемана (ФБ) и градиентно-дрейфовой (ГД). Природа радиоотражений 3 и 4 типов многие годы оставалась неясной, несмотря на попытки интерпретации в терминах ФБ и ГД неустойчивостей. И только выход за рамки устоявшихся представлений о механизмах возникновения неустойчивостей в электроджете позволил нам удовлетворительно объяснить эти явления.

В разделе 2.1 рассмотрено возникновение сильных разрывов при сверхзвуковом движении плазмы полярной ионосферы и связанная с этим явлением проблема радиоотражений 4 типа.

Из эксперимента известно (Haldoupis and Sofko, 1979), что в полярном электроджете иногда регистрируют радиоотражения, которые соответствуют перемещению ионосферных неоднородностей со скоростью, заметно превышающей скорость звука в плазме Сэ. Доплеровские спектры этих короткоживущих (время жизни от нескольких секунд до нескольких минут) и появляющихся при высокой геомагнитной активности радиоотражений, названных радиоотражениями 4 типа, (обычно, но не обязательно) сопровождаются доминирующей широкой компонентой той же доплеровской полярности. Широкая компонента соответствует неоднородностям, движущимся с фазовой скоростью, близкой к Се (считается, что эти неоднородности обусловлены ФБ неустойчивостью), тогда как узкая компонента радиоэха 4 типа появляется, как правило, на фазовых скоростях вблизи 2С3.

Используя одномерную модель гидродинамического типа мы показали, что возмущения, распространяющиеся по дрейфующему сверхзвуковому потоку, становятся неустойчивыми с того момента, когда в результате торможения из-за столкновений скорость дрейфа ионов относительно нейтралов в электроджете (на высотах, где V, ~ ) становится меньше 2Св. При этом формируется ударная волна, что и вызывает появление радиоотражений 4 типа. Предсказана область локализации этих радиоотражений в электроджете - на высотах, где ионы становятся замагниченными.

В разделе 2.2 рассмотрен механизм образования неоднородностей, приводящий к радиоотражениям 3 типа в полярном электроджете.

Радиоотражения 3 типа характеризуются очень узким пиком в доплеровском спектре, расположенным на дозвуковых скоростях, обычно в области 200 м/с (то есть вблизи Сэ/2). Сигнал достаточно интенсивен, что, в сочетании с узостью спектра, означает отражение от неоднородностей большой амплитуды. Радиоэхо, как правило, появляется в периоды высокой геомагнитной активности при протекании сильных токов электроджета.

В предложенном механизме наряду с традиционными для ФБ неустойчивости уравнениями непрерывности и баланса импульса было учтено также уравнение баланса тепла. Такой подход представляется более последовательным, поскольку 1) тепловые неустойчивости, как правило, имеют низкие пороги возбуждения, и 2) это согласуется с тем, что неоднородности 3 типа формируются во время геомагнитных возмущений, связываемых с протеканием сильных токов и нагревом плазмы электроджета.

С помощью аналитических и численных расчетов показано, что в областях электроджета, где выполнено условие Те /Т, > 3 (возможное при высокой геомагнитной активности), порог возбуждаемой электронной термодиффузионной (ЭТД) неустойчивости заметно ниже Cs и варьируется от 0.3Cs до 0.6Cs (для неоднородностей масштаба ~3 м), а ее инкремент на порядок превышает инкремент ФБ неустойчивости. Другими словами, ЭТД и ФБ неустойчивости должны развиваться в разных местах электроджета. По данным радара EISCAT построены модельные доплеровские спектры, которые подтвердили, что возникновение радиоотражений 3 типа можно связать с развитием ЭТД неустойчивости.

В разделе 2.3 рассмотрен вопрос о сильных электрических полях в среднеширотной ионосфере и связанных с ними радиоотражениях.

Несмотря на отсутствие электроджетов на средних широтах, здесь, с использованием 50 МГц радара SESCAT, были обнаружены (Schlegel and Haldoupis, 1994) радиоотражения 1 и 2 типов, для возникновения которых необходимы достаточно сильные электрические поля, характерные для высокоширотной и экваториальной ионосфер. Так как среднеширотные радиоотражения коррелируют с наличием спорадических слоев Е, то естественно было связать сильные электрические поля, необходимые для развития неустойчивостей, с поляризационными полями слоев Es и, тем самым, интерпретировать их как спорадические электроджеты. Однако было замечено, что присутствие слоев не гарантирует наличия радиоотражений. Это указывало на действие некоторых факторов, уменьшающих сильные поляризационные поля.

Аналитически и численно исследовано влияние продольных токов и геометрических параметров спорадического слоя Е на сильные поляризационные поля. Показано, что токи деполяризации могут вызвать существенное уменьшение величины поля в ночной ионосфере для протяженных слоев. Установлено, что генерация неоднородностей, обуславливающих радиоотражения на средних широтах, возможна только для не слишком протяженных в зональном направлении слоев с малым отношением интегральных педерсеновских проводимостей вне и внутри слоя, у которых меридиональный масштаб значительно больше зонального.

В разделе 2.4 рассмотрен механизм образования квазипериодических радиоотражений в ионосфере средних широт.

У среднеширотных радиоотражений, имеющих высокую ракурсную чувствительность, часто отмечается квазипериодическая модуляция сигнала с периодами как несколько больше, так и несколько меньше частоты Брента-Вяйсяля (~5 мин). Следует отметить, что их появление не связано с геомагнитной активностью; доплеровские спектры радиоотражений, как правило, очень узкие и симметричные относительно среднего сдвига; они имеют низкие фазовые скорости (<80 м/с, что значительно ниже Сэ).

Возникновение радиоотражений этого типа связывается с развитием тепловой неустойчивости ионосферной плазмы при модуляции порога неустойчивости акустико-гравитационными волнами. Однако в отличие от высокоширотной ионосферы, где за счет диссипации тока электроджета нагреваются в основном электроны, для среднеширотной ионосферы рассмотрен нагрев ионов в поперечных поляризационных электрических полях, обусловленных горизонтальными движениями нейтрального газа. Учет зависимости частоты столкновений от температуры приводит в этом случае к снижению порога неустойчивости до наблюдаемых в эксперименте величин. Порог может быть еще ниже, если учесть, что возникновение радиоотражений ассоциируется с формированием спорадических слоев Е, состоящих из тяжелых металлических ионов Ре+.

В третьей главе рассмотрено формирование неоднородностей, сопровождающих воздействие акустического импульса на ионосферу.

В последние годы интерес к исследованию влияния интенсивных акустических волн на ионосферу повысился в связи с проведением серии активных экспериментов с промышленными и подземными ядерными взрывами. Однако в рамках линейных моделей не удавалось интерпретировать ряд экспериментальных результатов. В частности, в эксперименте МАССА, когда пролет спутника был приурочен к промышленному взрыву, со спутника, вблизи силовой трубки взрыва, бортовым магнитометром был зафиксирован кратковременный всплеск электромагнитного поля с амплитудой магнитного поля порядка 100 нТ (Гальперин и др., 1985). Далее, при распространении через ионосферную плазму акустического импульса от мощного наземного взрыва, методом частичных отражений была зарегистрирована (Blanc and Rickel, 1989) модификация фоновых ионосферных неоднородностей, когда пространственные масштабы неоднородностей уменьшались от 10 км до ~2 км. Такое положение указывало на существование ранее не известного нелинейного и чрезвычайно эффективного механизма трансформации акустических сигналов в электромагнитные.

Механизм нелинейного отклика ионосферы на импульсное акустическое воздействие рассмотрен в разделе 3.1, где решена задача о параметрическом усилении магнитного сигнала в неоднородной слабоионизованной плазме при акустической накачке.

В приближении электронной магнитной гидродинамики для магнитного поля получено нелинейное уравнение, с помощью которого рассмотрен эффект усиления мелкомасштабного гармонического фонового магнитного сигнала в неоднородной слабоионизованной плазме при параметрическом взаимодействии с крупномасштабным импульсом накачки, возбуждаемым акустическим источником. Усиление сигнала имеет место лишь на нелинейной стадии, когда можно не учитывать диссипативные процессы. Получено выражение для коэффициента усиления, который в Е слое ионосферы оказался порядка 30 для "слабого" сигнала (~3 нТ).

В разделе 3.2 рассмотрен эффект сжатия ионосферных неоднородностей под действием акустического импульса.

С помощью нелинейного уравнения, полученного в приближении электронной магнитной гидродинамики (раздел 3.1), показано, что мелкомасштабные фоновые неоднородности плотности ионосферы при прохождении крупномасштабного акустического импульса изменяют свои амплитудные, пространственные и временные характеристики. При этом эволюция амплитуд периодического и шумового сигналов различна (из-за слияния разрывов в последнем случае). Оценки изменения временного и пространственного масштабов фоновых периодических неоднородностей показывают, что они могут уменьшаться при взаимодействии с участком сжатия волны накачки. Этот эффект, который можно рассматривать как обострение градиентов концентрации неоднородностей, имеет место на нелинейной стадии, когда не учитываются диссипативные процессы.

Изучение воздействия шумового акустического источника на ионосферу (раздел 3.3) в рамках используемого нами подхода может быть сведено к задаче о коротковолновой асимптотике турбулентности Бюргерса, возбуждаемой случайной внешней силой. Речь идет именно об особенностях мелкомасштабного спектра, поскольку он попадает в метровый диапазон, хорошо изученный с помощью радаров. Найдено аналитическое выражение для спектра, которое содержит параметр, учитывающий нелинейную перекачку энергии по спектру. Это отличает найденное решение как от асимптотики спектра Колмогорова-Обухова, так и от асимптотики нестационарной турбулентности Бюргерса. Указанное отличие может служить диагностическим признаком для дискриминации воздействия акустического шума на ионосферу.

В разделе 3.4 рассмотрена структура магнитного импульса на начальном участке распространения в неоднородной верхней ионосфере. Этот процесс может быть описан уравнением Клейна-Гордона. Импульс имеет характерную форму с крутым передним фронтом, сопровождаемым осциллирующим следом. Оценки масштаба фронта импульса и периода осцилляций согласуются с экспериментальными величинами, зарегистрированными во время проведения эксперимента МАССА со спутника Ореол-3.

В разделе 3.5 обсуждены механизмы генерации неоднородностей УНЧ-КНЧ-ОНЧ диапазона ("турбулентные пятна") в верхней ионосфере при распространении мощного импульса продольного тока.

Показано, что при достаточно большой амплитуде магнитного импульса возможна генерация электростатической ионно-циклотронной неустойчивости и, далее, тепловой неустойчивости, обусловленной анизоторопным турбулентным нагревом ионов плазмы. В результате, после прохождения импульса, силовая трубка взрыва заполняется неоднородностями УНЧ-КНЧ диапазонов. Согласно оценкам, время диффузионного расплывания неоднородностей УНЧ диапазона, определяемое как уменьшение концентрации в е раз, может варьироваться (в зависимости от высоты спутника) от часа до десятка часов; аналогичное время релаксации неоднородностей КНЧ диапазона сравнительно невелико - от нескольких десятков секунд до десятка минут. Однако в последнем случае достаточно большая амплитуда ЕЮ колебаний позволяет зарегистрировать их со спутника и при десятикратном уменьшении концентрации неоднородностей, в результате чего время жизни неоднородностей увеличивается более чем на порядок. Рассчитанные характеристики неоднородностей, связанных с распространением мощного магнитного импульса, согласуются с наблюдениями.

Крупномасштабные неоднородности КНЧ-УНЧ диапазона служат источником свободной энергии для ОНЧ колебаний. Такие колебания после взрывов регистрировались в волновых экспериментах со спутников "Ореол-3" и "Интеркосмос-19". Оценки длины волны и интенсивности излучения позволяют отнести его к нижнегибридным дрейфовым волнам.

В четвертой главе рассмотрены ионосферные неоднородности, возникающие при прохождении внутренних гравитационных волн (ВГВ) через ионосферу.

В разделе 4.1 проанализированы нелинейные возмущения в ионосфере при прохождении ВГВ.

Данные об ионосферных возмущениях при воздействии ВГВ, полученные с помощью современных радаров (Natorf et al., 1992), не удается описать в рамках линейной теории даже при учете диссипативных процессов, связанных с вязкостью и теплопроводностью. Следовательно, необходимо учитывать возможные нелинейные процессы, вызваные прохождением ВГВ через ионосферу.

Одним из таких процессов является генерация высших гармоник исходной синусоидальной волны. Для этого случая получено общее нелинейное уравнение с учетом сжимаемости и неоднородности атмосферы, пригодное для волн конечной амплитуды. Для волн малой амплитуды, когда применим метод последовательных приближений, найдена вторая гармоника возмущенной скорости для синусоидальной основной волны. Показана необходимость учета в этом случае нелинейностей (кроме конвективных), связанных с возмущениями плотности и давления, которыми пренебрегали в прежних исследованиях. Найден нелинейный отклик F области ионосферы на прохождение ВГВ. Показано, что отклик резко возрастает при выполнении резонансного условия, когда ВГВ возбуждает собственные ионосферные моды. Получены оценки амплитуд резонансного отклика.

В разделе 4.2 проанализирован эффект фокусировки ВГВ в двумерно-неоднородной атмосфере.

Сильное воздействие ВГВ на верхнюю атмосферу при распространении волны вверх обычно связывают с экспоненциальным ростом амплитуды колебательной скорости из-за быстрого падения плотности атмосферы с высотой. Между тем, при наличии в верхней атмосфере двумерной неоднородности температуры или скорости ветра (как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях) может реализоваться другой механизм сильного роста волнового поля -фокусировка. Благодаря двумерной неоднородности возникает сужающийся горизонтальный волновод, в котором пакет ВГВ, смещаясь к точке вырождения волновода, сжимается, замедляется и амплитуда волнового поля растет (в рамках гидродинамики идеального газа возникает сингулярность (Ерохин и Сагдеев, 1985)). Следовательно, вопервых, меняется характер распространения ВГВ - появляется эффективный механизм перекачки энергии в область малых масштабов, и ВГВ без существенного изменения высоты попадают в режим нелинейной динамики. Во-вторых, изменяются условия генерации ионосферных неоднородностей по сравнению со случаем взаимодействия квазисинусоидальных волн с ионосферной плазмой - в области фокусировки усиливается взаимодействие термосферы с ионосферой. Последнее может проявляться, например, как пятнистая структура возмущений параметров верхней атмосферы ("горячие" пятна) или изрезанность вертикальной структуры полей.

Для распространяющейся в атмосфере ВГВ показана возможность фокусировки ВГВ, захваченных вертикально и горизонтально неоднородным ветром типа струи. Сформулированы условия локализации возмущений внутри ветра (со > сов, V < 50 км) и последующей фокусировки ВГВ. Вычислены предельные коэффициенты усиления коллапсирующих ВГВ, которые оказались порядка 10-100 при стабилизации фокусировки вязкостью. Показано, что учет сжимаемости газа приводит к конечному поглощению энергии ВГВ на уровне О = озв (^ =со - кхи, и - скорость ветра, юв- частота Брента). Соответствующий нагрев нейтрального газа может инициировать формирование спорадических слоев, что согласуется с наблюдениями.

В разделе 4.3 обсуждена вертикальная структура ионосферных возмущений, вызванных диссипацией внутренней гравитационной волны при ее прохождении через атмосферу.

Для расчета реальной картины распространения атмосферной гравитационной волны в диссипативной, неоднородно стратифицированной (по температуре и ветру) атмосфере применена численная модель АО\Л/\Л/МО (Погорельцев и Перцев, 1995). Рассчитывалось распространение ВГВ от источника массы с характерными горизонтальными размерами 200 км и периодом порядка 1 ч для приземной амплитуды колебаний общей плотности воздуха порядка 0.1 фоновой плотности СОг. Показано, в частности, что при благоприятной ветровой стратификации и вследствие диссипации ВГВ на ионосферных высотах создаются условия для трансформации ВГВ в плазменные возмущения, развитие которых, согласно оценкам, может приводить к ионосферным аномалиям, включающим фазовые аномалии на трассах распространения радиоволн, вариации плотности ионосферных слоев, вариации интенсивности свечения, аномалии УНЧ-КНЧ-ОНЧ шумов в верхней ионосфере.

Рассмотренная схема воздействия длиннопериодных ВГВ на ионосферу снизу в достаточной степени универсальна, т.е. не зависит от природы источника волн.

В разделе 4.4 проанализированы экспериментальные результаты подтверждающие модельные представления об отклике ионосферы на прохождение ВГВ, развитые в предыдущих разделах.

В частности, были проанализированы и систематизированы наиболее надежные современные экспериментальные результаты, полученные разными научными коллективами при исследовании ионосферы над сейсмически активными регионами Кавказа, Средней Азии и Камчатки. Выявлены характерные временные и пространственные масштабы проявления специфических крупномасштабных ионосферных возмущений, возникающих в периоды сейсмической активности. На основе анализа физических процессов, обуславливающих эти возмущения, сделан вывод об определяющей роли нейтральной компоненты ионосферы в создании возмущений (внутренние гравитационные волны). Рассмотрены возможные механизмы генерации ВГВ в сейсмически активных регионах.

В заключении к диссертации сформулированы основные результаты работы.

Заключение диссертации по теме «Физика атмосферы и гидросферы», Шалимов, Сергей Львович

Основные результаты, полученные в данной диссертационной работе, следующие:

1. Показано, что диссипация интенсивных продольных токов в полярной верхней ионосфере сопровождается расслоением однородной плазмы при ее турбулентном нагреве электростатическими ионно-циклотронными волнами. При этом наличие тонкой структуры продольного тока обеспечивает квазистационарность областей турбулентности, приводит к частичному замыканию его поперечным током в турбулентной плазме верхней ионосферы и (при учете замыкания) к формированию электростатических скачков, определяет предельное значение плотности турбулентной энергии и формирование крупномасштабного продольного градиента электронной температуры.

2. Аналитически и численно показано, что в областях протекания интенсивных поперечных токов (авроральных электроджетах) в результате развития электронной термодиффузионной неустойчивости в сильно разогретой плазме нижней ионосферы возникают радиоотражения 3 типа; предсказано, что радиоотражения 1 и 3 типов должны наблюдаться в разных областях полярного электроджета.

3. Определены условия возникновения сильных разрывов при сверхзвуковом движении плазмы полярной нижней ионосферы; предсказана область их локализации в верхней части электроджета и связь с радиоотражениями 4 типа.

4. Показано, что на средних широтах в спорадических электроджетах (областях формирования спорадических слоев Е) при определенных плотностях плазмы и соотношениях масштабов слоя генерируются сильные поляризационные электрические поля, которые сопровождаются развитием мелкомасштабных ГД и ФБ неустойчивостей и, соответственно, появлением среднеширотных радиоотражений.

Особый тип квазипериодических радиоотражений в областях формирования спорадических слоев Е связывается с развитием термодиффузионной неустойчивости при прохождении АГВ.

5. С помощью нелинейного уравнения, полученного в приближении электронной магнитной гидродинамики, а) рассмотрен эффект усиления гармонического магнитного сигнала в неоднородной слабоионизованной плазме при параметрическом взаимодействии с импульсом накачки, возбуждаемым акустическим источником; получено выражение для коэффициента усиления, который для параметров плазмы Е слоя оказался порядка ~ 30 для сигнала ~ 3 нТ; б) показано, что воздействие крупномасштабного акустического импульса на мелкомасштабные ионосферные неоднородности приводит к их сжатию; в) получено асимптотическое выражение для стационарного спектра энергии в диссипативной области турбулентности Бюргерса, возбуждаемой случайной внешней силой; показано, что, в отличие от случая нестационарной турбулентности, спектр содержит параметр, характеризующий перекачку энергии в мелкомасштабную область; указанное отличие спектров может быть использовано как диагностический признак.

6. Определен механизм образования и дана оценка времени жизни областей электростатических неоднородностей УНЧ-КНЧ-ОНЧ диапазона, регистрируемых в верхней ионосфере после прохождения мощного магнитного сигнала.

7. Рассмотрено влияние гармоник внутренних гравитационных волн (ВГВ) на формирование квазипериодических возмущений в Р области ионосферы; проанализированы условия резонансного ионосферного отклика на прохождение ВГВ; показано, что для нахождения гармоник плоской волны необходимо учитывать нелинейности, связанные с возмущением плотности и давления.

8. Аналитически и численно исследован эффект фокусировки ВГВ в атмосфере с вертикальной и горизонтальной неоднородностями плотности и фонового ветра; изучены условия запирания ВГВ внутри неоднородного течения и последующей компрессии пакета в сужающемся волноводе; получены асимптотические формулы для параметров ВГВ вблизи точки коллапса и вычислены их предельные величины на стадии стабилизации коллапса вязкостью; оценено соответствующее поглощение энергии.

9. Численно и аналитически исследован механизм формирования вертикальной структуры ионосферных возмущений при диссипации длиннопериодной ВГВ, распространяющейся через неоднородно стратифицированную (по температуре и ветру) атмосферу.

10. Проанализированы и систематизированы экспериментальные результаты, полученные в исследованиях отклика ионосферы на прохождение атмосферных ВГВ (с учетом их диссипации и трансформации в плазменные возмущения), подтверждающие основные теоретические выводы данной работы. В частности, для ионосферы над сейсмически активными регионами Кавказа, Средней Азии и Камчатки определены характерные временные и пространственные масштабы экстремального проявления специфических крупномасштабных ионосферных возмущений в периоды сейсмической активности. На основе анализа физических процессов, обуславливающих эти возмущения, сделан вывод о ведущей роли ВГВ в создании возмущений.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Шалимов, Сергей Львович, 1998 год

1. Акасофу С.И., Чепмен С. Солнечно-земная физика. М.:Мир. 41. 1974; 4.2. 1975.

2. АльвенХ., Фельтхаммар К.Г. Космическая электродинамика. М.: Мир. 1967. Акмамедов X. Интерферометрические измерения температуры в F2 области ионосферы в период Иранского землетрясения 20.06.1990 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 1993. Т.33. N1. С. 163-166.

3. Александров А.Ф., Богданкевич Л.С., Рухадзе A.A. Основы электродинамики плазмы. М.: Высшая школа. 1988.

4. Васильев К.Н. Перемещающиеся возмущенности (расслоения) в Е областиионосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 1989. Т.21. С.936.

5. Веденов A.A. Теория турбулентной плазмы. М.: ВИНИТИ. 1965.

6. Воинов В.В., Гуфельд И.Л., Кругликов В.В., Ледовский И.С., Маренко В.Ф.,

7. Миранян Ф.П., Панаджян В.Г., Ямпольский B.C. Эффекты в ионосфере иатмосфере перед Спитакским землетрясением // Изв. РАН. Физика Земли.1992. N3. С.96-101.

8. Войтов Г.И., Аммосов С.М., Приваловский Н.К., Коробейник Г.С., Мурогова Р.Н. О химической нестабильности углеводородных газов Радченковского нефтегазового месторождения (Днепровско-Донецкая впадина) // Докл. РАН. 1992. Т. 325. N3. С ЛАТ.

9. Гайворонская Т.В. Ионосферные предвестники землетрясений по данным спутника АЕ-С. М., 1993. 24 с.(Препр. / ИЗМИРАН; N 89(1036)). Гивишвили Г.В. Квазистационарные неоднородности ионосферы // Ионосферные исследования. 1986. N 41. С.60.

10. Гальперин Ю.И., Зеленый Л.М., Кузнецова М.М. Линчевание продольных токов как возможный механизм образования лучистых форм полярных сияний // Космич. исслед. 1986. Т.24. N6. С.865-874.

11. Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука. 1967.

12. Голант В.Е., Жилинский А.Л., Сахаров С.А. Основы физики плазмы. М.: Атомиздат. 1977.

13. Голицын Г.С., Кляцкин В.И. Колебания в атмосфере, вызываемые движениями земной поверхности // Изв.АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1967. Т.З. N10. С. 1044-1052.

14. Госсард Э., Хук У. Волны в атмосфере. М.: Мир. 1978.

15. Гохберг М.Б., Адушкин В.В., Войтов Г.И., Пушкин М.Г., Кривомазова Н.Г., Зельдина Б.Б. О реакции свободных газов Хибин на промышленный взрыв // Докл. АН СССР. 1989. Т.308. N5. С. 1082-1086.

16. Гохберг М.Б., Пилипенко В.А., Похотелов O.A., Партасарати С. Акустическое возмущение от подземного ядерного взрыва как источник электростатической турбулентности в магнитосфере // Докл. АН СССР. 1990. Т.313. N 3. С. 568-574.

17. Гохберг М.Б., Некрасов А.К., Шалимов С.Л. О влиянии нестабильного выхода парниковых газов в сейсмически активном регионе на ионосферу // Физика Земли. 1996. N8. С.52-55.

18. Гудкова В.А. Об одной возможности изучения плазменной турбулентности в магнитосфере // Космич. исслед.1978. Т. 16. С. 152-154.

19. Гурбатов С.Н., Малахов А.Н., Саичев А.И. Нелинейные случайные волны в средах без дисперсии. М.: Наука. 1990. 216 с.

20. Гуревич A.B., Цедилина Е.Е. Движение и расплывание неоднородностей в плазме//УФН. 1967. Т.91. N4. С.609-643.

21. Гуревич A.B., Шварцбург А.Б. Нелинейная теория распространения радиоволн в ионосфере.М.: Наука. 1973.

22. Гуревич A.B., Караштин А.Н. Мелкомасштабная термодиффузионная неустойчивость в нижней ионосфере // Гемагнетизм и аэрономия. 1984. Т.24. N6. С.885-893.

23. Данилов A.B., Теселкин С.Ф. Структуры предвестников ударной волны в слабоионизованной неизотермической магнитоактивной плазме // Физика плазмы. 1984. Т. 10. N4. С.735-740.

24. Данилов АД., Морозова ЛД. Ионосферные бури в области F2: морфология и физика// Геомаг. и аэрономия.1985.Т.25.N5. С.705-721.

25. Данилов АД., Казимировский Э.С., Вергасова Г.В., Хачикян Г.Я. Метеорологические эффекты в ионосфере. Л.: Гидрометеоиздат. 1987. Данилов АД., Власов М.Н. Фотохимия ионизованных и возбужденных частиц в нижней ионосфере. Л.: Гидрометеоиздат. 1973.

26. Девятериков И.А., Иванов Е.А., Козлов С.И., Кудрявцев В.П. О поведении заряженных частиц в нижней ионосфере при акустическом воздействии // Космические исследования. 1984. Т.22. N 2. С.238.

27. Дробжев В.И., Калиев М.З., Литвинов Ю.Г. и др. Отклик ионосферы на Алма-Атинское землетрясение 4 марта 1991 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 1992. Т.32. N, 144-146.

28. Ерохин Н.С., Сагдеев Р.З. К теории аномальной фокусировки внутренних волн в двумерно-неоднородной жидкости. 1.Стационарная задача // Морск. гидрофиз. журн., 1985. N2. С. 15 (а).

29. Ерохин Н.С., Сагдеев Р.З. К теории аномальной фокусировки внутренних волн в двумерно-неоднородной жидкости.2. Точное решение двумерной задачи с учетом вязкости и нестационарности // Морск. гидрофиз. журн., 1985.N4.С.3 (б).

30. Ерухимов Л.М., Каган Л.М., Савина О.Н. О тепловом механизме образования мелкомасштабных неоднородностей плазмы на высотах слоя Е // Изв. вузов. Радиофизика. 1983. Т.26. N8. С. 1032-1034.

31. Захарченко В.Ф., Чистосердов Б.М. К теории электропроводности турбулентной магнитосферной плазмы // Геомагнетизм и аэрономия. 1979. Т. 19. С.292.

32. Китов И.О., Гохберг М.Б. Определение акустической энергии близповерхностного источника по данным вертикального радиозондирования ионосферы //Докл.АН. 1992. Т.324. N5. С.982-985.

33. Колоколов Jl.Е., Липеровская Е.В., Липеровский В.А., Похотелов O.A., Мараховский A.B., Шалимов С.Л. Резкие расплывания спорадических слоев Е среднеширотной ионосферы в периоды подготовки землетрясений // Изв. РАН. Физика Земли. 1992. N 7. С. 101-109.

34. Коробейникова М.П., Кулиева Р.Н., Гошджанов М., Хамидулина В.Г., Шамов

35. A.A. Вариации эмиссий ночного неба 557.7 нм, 630 нм и Na в период землетрясений // Полярные сияния и свечение ночного неба. М.: Наука. 1989. N33. С.24-27.

36. Коробейникова М.П. и др. Горизонтальная вихревая диффузия вблизи турбопаузы по наблюдениям эмиссии 557.7 нм // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1984. Т.20. N 10. С.995.

37. Куницын В.Е., Терещенко УД. Томография ионосферы. М.: Наука.1991. Ларкина В.И., Наливайко A.B., Гершензон Н.И., Гохберг М.Б., Липеровский

38. B.А., Шалимов С.Л. Наблюдения на спутнике "Интеркосмос-19" ОНЧ-излучений, связанных с сейсмической активностью // Геомагнетизм и аэрономия. 1983. Т.23. N5. С.842-846.

39. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т.6. Гидродинамика. М.: Наука. 1986.

40. Латынина Л.А., Шишкина Т.П. Об интенсивности приливных и тектонических движений в зоне Сурхобского разлома // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1978. N6. С.87-93.

41. Липеровская Е.В. Исследование модификаций среднеширотного ионосферного слоя Es в связи с процессом подготовки землетрясений. Дисс. канд.физ,- мат. наук. М.: ИФЗ РАН, 1994.

42. Липеровский В.А., Пудовкин М.И. Аномальное сопротивление и двойные слои в магнитосферной плазме. М.: Наука. 1983.

43. Липеровский В.А., Скуридин Г.А., Шалимов С.Л. О некоторых эффектах онно-циклотронной турбулентности в магнитосфере // Космические исследования. 1981. Т. 19. С.568.

44. Липеровский В.А., Скуридин Г.А., Шалимов С.Л. Мелкомасштабная структура биркеландовских токов с аномальным сопротивлением и проблема теплового баланса//Космич. исслед., 1983.T.21.N1. С.95-105.

45. Липеровский В.А., Пудовкин М.И., Сажин С.С., Шалимов С.Л. О поперечных токах в авроральной магнитосфере // Космические исследования. 1986. Т.24. N 5. С. 745.

46. Липеровский В.А., Гладышев В.А., Шалимов С.Л. Литосферно-ионосферные связи перед землетрясениями // Изв. АН СССР.Физика Земли. 1991.N3.С.26-35. Липеровский В.А., Похотелов O.A., Шалимов С.Л. Ионосферные предвестники землетрясений. М.: Наука. 1992.

47. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Теоретическая физика. Т. 10. Физическая кинетика. М.: Наука. 1979.

48. Мишин Е.В., Ружин Ю.Я., Телегин В.А. Взаимодействие электронных потоков с ионосферной плазмой. Л.: Гидрометеоиздат. 1989.

49. Мишин Е.В., Телегин В.А. Эффекты плазменной турбулентности в полярных сияниях// Геомагнетизм и аэрономия. 1989. Т.24. С. 1-14. Моисеев С.С., Сагдеев Р.З. О коэффициенте диффузии Бома // ЖЭТФ. 1963. Т. 44. С. 763.

50. Моисеев С.С., Сагдеев Р.З. Влияние конечной проводимости на неустойчивость плазмы в магнитном поле //ЖТФ. 1964. Т. 34. С. 248.

51. Моисеев С.С., Сагдеев Р.З., Тур A.B., Яновский В.В. Перекачка энергии испектры турбулентности при возбуждении градиентной неустойчивости вионосферной плазме //ЖЭТФ. 1981. Т. 80. N 2. С. 597-607.

52. Моисеев С.С., Тур A.B., Яновский В.В. О турбулентности пилообразных волн //

53. Изв. Вузов. Радиофизика. 1977. Т.20. N 7. С. 1032.

54. Монин A.C., ЯгломЯ.М. Статистическая гидромеханика.Т.2. СПб. 1996.

55. Муханов М.Б. Ионосферные эффекты землетрясений по результатамдоплеровских измерений: Автореф. дисс.канд. физ.-мат. наук.1. Ашхабад. 1990.

56. Надубович Ю.А. Морфологические исследования полярных сияний. Новосибирск: Наука, 1992.

57. Некрасов А.К., Шалимов С.Л. Нелинейные возмущения в F области ионосферы под действием внутренних гравитационных волн // Геомагнетизм и аэрономия. 1994. Т.34. N1. С.85-91.

58. Перцев H.H., Шалимов С.Л. Генерация атмосферных гравитационных волн в сейсмически активном регионе и их влияние на ионосферу // Геомагнетизм и аэрономия. 1996. Т.36. N2. С.111-118.

59. Пикельнер С.Б. Основы космической электродинамики. М.: Наука. 1966. Питаевский Л.П. Влияние столкновений на возмущения вокруг движущегося в плазме тела //ЖЭТФ. 1963. Т.44. С.969-979.

60. Погорельцев А.И., Перцев H.H. Влияние фонового ветра на формирование структуры акустико-гравитационных волн в термосфере // Изв.РАН. Физика атмосферы и океана. 1995. Т.31. N6. С.755.

61. Попов К.В., Липеровский В.А., Алимов O.A. Модификация спектров вариаций плотности ночного слоя F2 ионосферы в периоды подготовки землетрясений // Физика Земли. 1996. N1. С.93-96.

62. Пудовкин М.И., Уваров В.Н. Анизотропия проводимости турбулентной магнитоактивной плазмы и ее эффекты // Геомагнетизм и аэрономия. 1975. Т. 15. С. 1033.

63. Пудовкин М.И., Сажин С.С. Педерсеновская проводимость магнитосферной плазмы// Геомагнетизм и аэрономия. 1979.Т. 19. С.88.

64. Рожанский В.А., Цендин Л.Д. Столкновительный перенос в частично-ионизованной плазме. М.: Энергоатомиздат, 1988.

65. Рудаков Л.И., Сагдеев Р.З. О неустойчивости неоднородной разреженной плазмы в сильном магнитном поле//ДАН., 1961. Т.138. С.581. Рухадзе A.A., Силин В.П. Кинетическая теория дрейфово-диссипативных неустойчивостей плазмы //УФН. 1968. Т.96. С.87-126.

66. Сомсиков В.М. Солнечный терминатор и динамика атмосферы. Алма-Ата: Наука. 1983.

67. Солодовников Г.К., Синельников В.М., Крохмальников Е.Б. Дистанционное зондирование ионосферы Земли с использованием радиомаяков космических аппаратов. М.: Наука. 1988.

68. Торошелидзе Т.И., Фишкова Л.М. Анализ колебаний ночного излучения средней и верхней атмосферы, предшествующих землетрясениям // Докл. АН СССР. 1988. Т.302. N2. С.313-316.

69. Троицкая В.А., Пудовкин М.И., Клейменова Н.Г., Шалимов С.Л. Физические явления в дневных полярных каспах. М.: Наука. 1988.

70. Тугаринов А.И., Сардаров С.С. Изменения в глубинных потоках радиогенных газов как следствие упругих деформаций земной коры // Докл.АН СССР. 1975. Т. 223. N4. С.856-859.

71. УиземДж. Линейные и нелинейные волны. М.: Мир. 1977. 622 с.

72. Фаткуллин М.Н., Зеленова Т.И. Козлов В.К. и др. Эмпирические модели среднеширотной ионосферы. М.: Наука. 1981.

73. Фельдштейн Я.И., Левитин А. Е., Писарский В.Ю., Руднева Н.М. Инжекция и диссипация энергии в земной магнитосфере по данным наземных вариаций геомагнитного поля / Солнечный ветер и околоземные процессы. М.: Наука. 1986. С. 19.

74. Фелсен Л., Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн. М.: Мир.1978. Филипп Н.Д. Ракурсное рассеяние УКВ среднеширотной ионосферой. Кишинев: Штиинца, 1980.

75. Филипп Н.Д., Блаунштейн Н.Ш., Ерухимов Л.М. и др. Современные методы исследования динамических процессов в ионосфере. Кишинев: Штиинца. 1991.

76. Фишкова Л.М. Ночное излучение среднеширотной верхней атмосферы Земли. Тбилиси: Мецниереба. 1983.

77. Фишкова Л.М. Об эффекте сейсмической активности в вариациях ночного излучения верхней атмосферы Земли // Сообщ. АН Груз. ССР. 1984. Т.16. N1. С.89-92.

78. Фишкова Л.М., Торошелидзе Т.И. Отображение сейсмической активности в вариациях свечения ночного неба // Полярные сияния и свечение ночного неба. М.: Наука. 1989. N33. С. 17-23.

79. Хргиан А.Х. Физика атмосферы. Изд-во МГУ. 1986.

80. Чемберлен Дж. Теория планетных атмосфер. М.: Мир. 1981.

81. Шалимов С.Л., Гохберг М.Б. Нелинейный отклик ионосферы на импульсноеакустическое воздействие // Докл. РАН. 1998 (принято для публикации).

82. Шалимов С.Л., Липеровский В.А. О насыщении плотности турбулентнойэнергии в продольных токах // Космические исследования. 1988. Т.25. N2.1. С.247-254.

83. Шалимов С.Л. О влиянии длиннопериодных колебаний Земли на верхнюю атмосферу// Изв. РАН. Физика Земли. 1992. N7. С.89-95. Шалимов С.Л. О тонкой структуре дневного каспа // Космические исследования. 1993. Т.31. N4. С.65-72

84. Шалимов С.Л. Об источнике квазипериодических радиоотражений от Е области ионосферы средних широт // Космические исследования. 1995. Т.33. N3. С.326-328.

85. Шалимов С.Л. Возникновение сильных разрывов в сверхзвуковом потоке плазмы полярной ионосферы // Космические исследования. 1996. Т.34. N3. С.280-282.

86. Шалимов С.Л. Замыкание продольных токов поперечными токами и сильные электростатические скачки в полярной верхней ионосфере // Космические исследования. 1997. Т.35. N2. С.139-143 (а).

87. Шалимов С.Л. Сильные электрические поля в среднеширотной ионосфере и связанные с ними радиоотражения // Космические исследования. 1997. Т.35. N 5. С.460-464 (б).

88. Электромагнитные предвестники землетрясений / Под ред. М.А.Садовского. М.: Наука. 1982.

89. AikioA.T., Marklund G.T., Woch J., Potemra T.A. Small-scale structures in the highaltitude auroral electric field //Ann. Geophys. 1995. V.13. P.84.

90. Akasofu S.I. Polar and magnetospheric substorms. D. Reidel Publ.Co., Dordrecht,1968.

91. Alimov O., Roubtsov L.N., Gokhberg M.B., Liperovskaya E.V., Gufeld I.L., Liperovsky V.A. Anomalous characteristics of the middle latitude E layer before earthquakes // Phys.Earth and Planet Inter. 1989. V.57.N1/2.P.76-81.

92. Baker G.A., Graves-Morris P. Pade approximants. Addison-Wesley Publ. Comp., 1981.

93. Banks P.M. Collision frequencies and energy transfer: ions // Planet. Space Sci., 1966. Vol. 14. P.1105.

94. Behnke B.B., Vickrey J.F. Radar evidence for Fe+ in sporadic E-layer // Radio Sci., 1975. V.10. P.325.

95. Bourdillon A., Haidoupis C., Dellou J. High-frequency doppler radar observations of magnetic aspect sensitive irregularities in the midlatitude E region ionosphere // J. Geophys. Res., 1995. V. 100. N11. P.21503-21521.

96. Brace L.H., Miller N.J. Ionospheric heating in the cleft//Trans.AGU. 1974. V.55. P.69. Buneman O. Excitation of field-aligned sound waves by electron streams // Phys. Rev. Lett., 1963. V.10. P.285-287.

97. Bythrow P.F., Potemra T.A., Zaneti L.J., et at. High latitude currents in the 0600 to 0900 MLT sector: observations from Viking and DMSP-F7 // Geophys. Res. Lett. 1987. V.14. P. 423.

98. Cattell C.A. The relationship of field-aligned currents to electrostatic ion-cyclotron waves//J. Geophys. Res., 1981. Vol.86. P.3641-3645.

99. Catto P.J. Velocity fourier transform solution of model collision operator // Phys. Fluids, 1979. Vol.22. P. 1657.

100. Cole J.D. Perturbation methods in applied mathematics. Blaisdell Publ. Comp., London, 1968.

101. Cole K.D. Effects of crossed magnetic and (spatially dependent) electric fields oncharged particle motion // Planet. Space Sci. 1976. V.24. P.515.

102. Crombie D.D. Periodic fading of VLF signals received over long paths duringsunrise and sunset. J. Res. NBS., 1964. Vol. 68D. P.35-46.

103. Curtis S.A., Hoegy W.R., Brace L.H., Winningham J.D. Cusp altitudinal electrontemperature gradient: DE-2 implications fro heating mechanism // J. Geophys. Res.,1985. Vol. 90. P. 4415-4419.

104. Davidson R.C. Quasi-linear stabilization of lower hybrid drift instability // Phys. Fluids, 1978. Vol.21. P.1375-1380.

105. Ecklund W.L., Carter D.A., Balsley B.B. Gradient drift irregularities in midlatitude sporadic EII J. Geophys. Res., 1981. V.86. P.858.

106. Evans D.S., Maynard N.C., Troim J., et al. Auroral vector electric field and particle comparisons. 2. Electrodynamics of an arc // J. Geophys. Res., 1977. Vol.82. N16. P.2235-2249.

107. Farley D.T. A theory of electrostatic fields in the ionosphere at nonpolar geomagnetic latitudes // J. Geophys. Res., 1960. Vol.65. P.869.

108. Farley D.T A plasma instability resulting in field-aligned irregularities in the ionosphere//J. Geophys. Res., 1963. V.63. P.6083-6097.

109. Fatkullin M.N., Zelenova T.I., Legenka A.D. On the ionospheric effect of the asthenospheric earthquakes // Phys. Earth and Planet.lnter., 1989. Vol.57. N1/2. P.82-85.

110. Fejer B.G., Reed R.W., Farley D.T. et at. Ion cyclotron waves as a possible sourceof resonant auroral radar echoes//J.Geophys.Res. 1984.V.89. P. 187.

111. Fejer D.G., Providakes J.F., Farley D.T., Swartz W.E. Auroral E region plasmawaves and elevated electron temperature // J. Geophys. Res., 1986. V.91. P. 13583.

112. Fejer B.G., Sahr J.D., Lind F. Type 1, type 2, type 3, type 4 auroral radar echoes:where does it all stand? // Proceedings of a Workshop "Plasma instabilities in theionospheric E-region", Cuvillier Verlag Publ., Gottingen, 1996. P. 107-110.

113. Fishkova L.M., Gokhberg M.B., Pilipenko V.A. Relationship between night airglowand seismic activity//Ann. Geophys. 1985. Vol.3. N6. P.679-694.

114. Fitzgerald T.J., Wolcott J.N. E layer ionospheric disturbances following the Coalingaearthquake//J. Geophys. Res., 1988. V.93. NA1. P.227-234.

115. Fontheim E.G. Beam plasma interactions as a heat source in the magnetosphere //

116. Geophys. Res. Lett., 1975. Vol.2. P. 150-153.

117. Fredricks R.W., Scarf F.L., Russell C.T. Field-aligned currents, plasma waves and anomalous resistivity in the disturbed polar cusp // J. Geophys. Res., 1973. Vol.78. P.2133-2141.

118. Gaivoronskaya T.V., Zelenova T.I. The effect of seismic activity on F2 layer criticalfrequencies // J. Atm. Terr. Phys., 1991. Vol.53. N 6/7. P.649-652.

119. Galperin Yu.l., Hayakawa M. On the magnetospheric effects of experimental groundexplosions observed from Aureol-3 // J. Geomag. Geoelectr., 1996. Vol. 48. P.1241-1263.

120. Girimaji S.S., Zhou Ye. Spectrum and energy transfer in steady Burgers turbulence //Phys. Lett., 1995. V.A202. P.279.

121. Goodwin G.L. and Thomas J.A. Field-aligned irregularities in the Es region // J. Atm. Terr. Phys., 1963. V.25. P.707.

122. Guglielmi A.V., and Pokhotelov O.A. Geoelectromagnetic waves. Institute of Physics Publ., Bristol and Philadelphia. 1996.

123. Gupta S.P. Formation of sporadic E layers at low magnetic latitudes // Planet. Space Sci., 1986. V.34. P.1081.

124. Haldoupis C. and Sofko G.J. VHF double-peaked spectra in the morning sector of radio aurora // Planet. Space Sci., 1979. V.27. P.233-244.

125. Haldoupis C. A review on radio studies of auroral E-region ionospheric irregularities //Ann. Geophys., 1989. V.7. N3. P.239-258.

126. Haldoupis C., Koehler J. A., Sofko G.J. et al. Preferential phase velocities for type 4 irregularities in the auroral E-region plasma // J. Geophys. Res., 1993. V.98. P.6173-6179.

127. Haldoupis C. and Schlegel K. A 50-Mhz doppler experiment for midlatitude E region coherent backscatter studies: system description and first results // Radio Sci., 1993. V.28. N6. P.959-978.

128. Haldoupis C., Sofko G.J., Hussey G.C., Mu J. An overview of type-3 radar auroral research: basic observational properties and new interpretation propositions // Ann. Geophys. 1995. V.13. N1. P. 10-24.

129. Haldoupis C., Schlegel K., Koehler J. A., Farley D.T., Shalimov S.L. Farley-Buneman plasma waves in the midlatitude E region ionosphere // EOS Trans. AGU (Suppl.). 1998. V.79. N 24. W.92.

130. Kintner J.M., Kelley M.C., Mozer F.S. Electrostatic hydrogen waves near one earth's radius altitude in the polar magnetosphere//Geophys. Res. Lett., 1978. V.5. N2. P. 139.

131. Kelley M.C., Livingston R., McCready M. Large amplitude thermospheric oscillations induced by an earthquake // Geophys. Res. Lett., 1985. Vol.12. N9. P.577-580.

132. Kelley M.C. The Earth's ionosphere: Plasma Physics and Electrodynamics, Academic Publ. Comp., San Diego, Calif., 1989, 485 pp.

133. Kelley M.C., Riggin D., Pfaff R.F. et al. Large amplitude quasi-periodic fluctuations associated with a mid-latitude sporadic E layer // J. Atm. Terr. Phys.,1995. V.57. N10. P.1165-1178.

134. Kendall P.C., Pickering W.M. Magnetoplasma diffusion at F2 region altitudes // Planet. Space Sci., 1967. Vol.15. N5. P. 825-834.

135. Keys J.G. and Andrews M.K. Gravity wave and sporadic E echo signatures on VHF backscatter radar systems // Planet. Space Sci., 1984. V.32. P.1455. Kindel J.M., Kennel C.F. Topside current instabilities // J.Geophys.Res., 1971. Vol.76. P.3055-3078.

136. Kirkwood S., Opgenoorth H., Murphree J.S. Ionospheric conductivities, electricfields and currents associated with auroral substorms measured by the EISCATradar//Planet. Space Sci., 1988, Vol.36, N12.P.1359-1380.

137. Maggs J.E., Davis T.N. Measurements of the thicknesses of auroral structures // Planet. Space Sci., 1968. V.16. P.205.

138. Mathews J.D., Zhou Q., Philbrick C.R., Morton Y.T., Gardner C.S. Observations of ion and sodium layer coupled processes during the AIDA // J. Atm. Terr. Phys., 1993. Vol.55. N3. P.487-498.

139. Matthews J.P., Lebreton J.P. A seach for seismic related wave activity in the micropulsation and ULF frequency ranges using GEOS-2 data // Ann. Geophys., 1985. Vol.3. N6. P.749-754.

140. Morse P.M., Feshbach H. Methods of theoretical physics. McGraw-Hill, New York, 1953.

141. NatorfL., Schlegel K., Wernik A.W. Gravity wave parameters derived from travelling ionospheric disturbances observations in the auroral zone // Radio Sci., 1992. Vol.27. N6. P.829-840.

142. Nekrasov A.K., Shalimov S.L., Shukla P.K., Stenflo L. Nonlinear disturbances in the ionosphere due to acoustic gravity waves // J. Atm. Terr. Phys., 1995. Vol.57. N7. P.737-741.

143. Okuzawa T., Shibata T., Yasui H. On the ionospheric effect of near-source earthquakes around the islands of Japan detected by the HF-Doppler technique II J.Geomag. Geoelectr. 1983. V.35. P.391.

144. Palmadesso P. J., Coffey T.P.,Ossakow S.L., Papadopoulos K. Topside ionosphere ion heating due to electrostatic ion-cyclotron turbulence // Geophys. Res. Lett., 1974. Vol.1. P. 105-108.

145. Parrot M., Mogilevsky M.M. VLF emissions associated with earthquakes and observed in the ionosphere and the magnetosphere // Phys.Earth and Planet.Inter., 1989. Vol.57. N1/2. P.86-99.

146. Peterson W.K., Abe T., Andre M., et al. Observations of a transverse magnetic field perturbations at two altitudes on the equatorial edge of the magnetospheric cusp // J. Geophys. Res. 1993. V. 98. P. 21463.

147. Prikryl P., Andre D., Koehler J.A. et al. Type 4 VHF radio aurora observations during low to moderate geomagnetic activity // Planet. Space Sci., 1992. Vol.40. N10. P.1371-1389.

148. Riggin D., Swartz W.E., Providakes J.F., Farley D.T. Radar studies of long wavelength waves associated with mid-latitude sporadic E layers // J. Geophys. Res. 1986. V.91. P.8011.

149. Serebrykova O.N., Bilichenko S. I/., Cmyrev V.M. et at., Electromagnetic ELF radiation from earthquake regions as observed by low-altitude satellites II Geophys. Res. Lett., 1992. Vol.19. P. 91-94.

150. Saffman P.G. In: Topics in non-linear physics. Lectures on homogeneous turbulence, ed. N.J. Zabusky, Springer, Berlin, 1968.

151. Shalimov S.L. Auroral ion acceleration // Space Res. Institute, 1983, Preprint N 783, 27 pp.

152. Shalimov S., Gokhberg M. Lithosphere-ionosphere coupling mechanism and its application for earthquake in Iran on June 20, 1990. A review of ionospheric measurements and basic assumption // Phys. Earth and Planet. Inter., 1998. V.105. P.211-218.

153. Sudan R.N. Unified theory of type 1 and type 2 irregularities in the equatorial electrojet//J. Geophys. Res., 1983. V.88. P.4853-4860.

154. Swider W. Enhanced seasonal variations for chemical rates with inverse temperature dependence: application to seasonal abundence of mesospheric sodium //Geophys. Res. Lett., 1985. Vol.12. P.589.

155. Swift D.W. A mechanism for energizing electrons in the magnetosphere // J. Geophys. Res., 1965. Vol.70. P.3061-3073.

156. Warwick J.W. Radio astronomical techniques for the study of planetary atmospheres // Radio astronomical and satellite studies of the atmosphere / Ed. by J.Aarons. Amsterdam: North Holland, 1963.

157. Warwick J.W., Stoker C., Meyer T.R. Radio emissions associated with rock fracture possible application to the great Chilean earthquake of May 22, 1960 // J. Geophys. Res., 1982. Vol.87. N 4B. P.2851-2859.

158. Watermann J., McDiarmid D.R., McNamara A.G. et al. Are type-3 aurorae directly excited by electrostatic ion cyclotron waves? // J. Geophys. Res. 1989. V.94. P. 13479.

159. Weber E.J., Buchau J., Moore J.G. Airborne studies of equatorial F layer ionospheric irregularities // J.Geophys.Res., 1980. Vol.85.N9.P.4631 -4641.

160. Weinstock J. Theory of the interaction of gravity waves with 02(1S) airglow // Geophys. Res., 1978. Vol.83. N11. P. 5175-5185.

161. Whitehead J.D. Recent work on mid-latitude and equatorial sporadic E // J. Atm. Terr. Phys. 1989. V.51. P.401.

162. Williams P. J., Jones B., Jones G.O.L. The measured relationship between electric field strength and electron temperature in the auroral E-region // J. Atm. Terr. Phys. 1992. V.54. P.741.

163. Wolcott J.H., Simons D.J., Lee D.D., and Nelson R.A. Observations of an ionospheric perturbation arising from the Coalinga earthquake of May 2, 1983 // J. Geophys. Res. 1984. V.89. N A9. P. 6835-6839.

164. Woodman R.F., Yamamoto M., Fukao S. Gravity wave modulation of gradient drift instabilities in mid-latitude sporadic E irregularities // Geophys. Res. Lett., 1991. V.18. P.1197.

165. Zalesak S.T., Ossakow S.L. Nonlinear equatorial spread F: spatially large bubbles resulting from large horizontal scale initial perturbations. J. Geophys. Res., 1980. Vol.85.P. 2131-2140.

166. Zhou Q., Mathews., Tepley C.A. A proposed temperature dependent mechanism for the formation of sporadic sodium layers // J. Atm. Terr. Phys., 1993. Vol.55. N3. P. 513-521.

167. Рис. 1.1. Асимптотическое решение уравнения Бюргерса при 1Че»1-//2 О.1., I ИОffn/rt, Гц-го~3w41.iII I t0,2 0,6 1,0 < jn >/А/ m ;1. T/tr0,60,2• • : •• •60 Л0 180 240 6нтазс,н'

168. Рис. 1.2. а зависимость спектральной плотности энергии электростатической турбулентности (на частоте 128 Гц) от плотности продольного тока; б - зависимость декремента затухания пульсаций Pi2 от максимальной величины бухты.

169. Рис. 1.3. Схематическое изображение эволюции первоначально1. Л /О пизотермической плазмы в случае u/ve>1: to=(mi/me) /ше, ti=10 '(m, /те)/соь t2 =(1/3)- ti , t3 =coi (3enl± / f.1. Те, к10000г60002000' №5007001. Ь, км

170. Рис. 1.4. Электронная температура в дневном каспе в зависимости от высоты спутника ОЕ-2 по результатам шести пролетов.а1. В *Е1. ELectгojets Е-гед'юьт1. АигогдЬ

171. Рис.2.1. Схематическое представление радиолокационного зондирования струй поперечного тока электроджетов в авроральной и экваториальной ионосферер I1.I I I г -1000 о00РР1.ЕР УЕ1-0С1ТУ (т/а)

172. Рис.2.3. Типичные доплеровские спектры, включающие узкую (4 тип) и широкую (1 тип) компоненты, по наблюдениям, с использованием когерентного радара 50 МГц в западном и восточном электроджетах50 MHz Auroral Backscaffer

173. Ooppler Shift, Hz ■500 -250 0 250 500i/i сa00