Моделирование термосферно-ионосферного взаимодействия в периоды магнитных бурь тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.29, кандидат физико-математических наук Юрик, Роман Юрьевич

• Юрик, Роман Юрьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Юрик, Роман Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. Термосферно-ионосферные эффекты магнитных бурь и их математическое моделирование (обзор литературы).

Глава II. Математическая модель верхней атмосферы Земли.

2.1. Структура модели.

2.2. Блок нейтральной атмосферы и нижней ионосферы.

2.2.1. Нейтральная атмосфера.

2.2.2. Нижняя ионосфера (D, Е и F1 области ионосферы).

2.3. Блок ионосферной Р2-области и внешней ионосферы.

2.4. Блок расчета электрического поля.

2.5. Магнитосферный блок.

2.6. Входные параметры модели.

2.7. Численные сетки.

Глава III. Модельные расчеты спокойных и возмущенных вариаций параметров верхней атмосферы в условиях солнцестояния при низкой солнечной активности.

3.1. Геомагнитная ситуация и условия численного эксперимента.

3.2. Результаты численного моделирования.

3.2.1. Термосферный состав.

3.2.2. Ионосферно-термосферная динамика.

3.2.3. Временные вариации.

3.2.4. Сравнение результатов моделирования возмущений термосферного состава с экспериментальными данными.

3.3. Обсуждение.

3.3.1. Состав термосферы.

3.3.2. Положительная ионосферная буря.

3.3.3. Временное развитие бури.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование термосферно-ионосферного взаимодействия в периоды магнитных бурь»

Диссертация посвящена исследованию физических процессов, происходящих в термосфере и ионосфере Земли во время геомагнитных бурь. Исследование выполнено методом математического моделирования, с использованием численной глобальной самосогласованной модели верхней атмосферы Земли.

Актуальность

Математическое моделирование с использованием численных моделей является одним из эффективных методов исследования процессов, происходящих в верхней атмосфере, позволяющим прогнозировать количественные и качественные изменения в ней в зависимости от геофизических условий.

Несмотря на многолетние исследования и составленную на основе экспериментальных наблюдений морфологию термосферно-ионосферных возмущений (см. например обзоры: /5, 31/), физические механизмы, приводящие к образованию этих явлений во время геомагнитных бурь, продолжают оставаться до конца не выясненными.

Недостаточность знания в этой области составляют одну из проблем современной геофизики, разрешение которой имеет не только большое общее фундаментальное и теоретическое значение для понимания физических процессов, происходящих в нейтральном газе и плазме, но и практическое: для прогнозирования устойчивости протяженных радиотрасс, торможения низкоорбитальных спутников за счет трения о нейтральную атмосферу и т.п.

Проводившиеся в последнее десятилетие исследования термосферно-ионосферного взаимодействия в возмущенных условиях с использованием математического моделирования пока не смогли дать исчерпывающего ответа на возникающие вопросы, так как полученные результаты теоретического моделирования сильно зависят от сделанных предположений, касающихся входных параметров, и приближений, использованных при создании модели, а поэтому результаты расчетов не согласуются полностью с результатами наблюдений в количественных, а иногда и качественных оценках моделируемых физических процессов, происходящих в околоземной плазме. Улучшение и развитие математических моделей с целью достижения высокой степени согласия между теоретическими расчетами и результатами экспериментальных наблюдений составляют вторую проблему математического моделирования - проблему количественной адекватности воспроизведения современными численными моделями верхней атмосферы физических процессов, происходящих в ней.

Цели

1. Используя численную модель верхней атмосферы Земли /14, 15, 77/ провести моделирование (численные расчеты) термосферных и ионосферных эффектов геомагнитных бурь, происходивших в разных геофизических условиях.

2. Исследовать физические механизмы приводящие к образованию положительной фазы ионосферной бури.

3. Провести сравнение полученных результатов теоретических расчетов с экспериментальными данными и проанализировать величины их расхождения.

4. Исследовать влияние на поведение термосферы и ионосферы Земли во время геомагнитных бурь таких факторов как солнечная активность и сезонная зависимость, изучить физические механизмы этого влияния.

Новизна результатов

Впервые:

• Проведено самосогласованное теоретическое моделирование термосферных, ионосферных и плазмосферных параметров для конкретных геомагнитно-возмущенных периодов времени (геомагнитных бурь января 1974 г. и апреля 1979 г.) в условиях солнцестояния и равноденствия при низкой и высокой солнечной активности.

• Достигнуто приемлемое согласие полученных результатов теоретических расчетов с совокупностью значений термосферно-ионосферных параметров (электронной концентрации, нейтральной плотности и др.) наблюдавшимися в соответствующие периоды времени.

• Промоделирован относительный вклад различных физических механизмов в формирование положительной ионосферной бури и показано, что положительная фаза ионосферного возмущения образуется в результате действия нейтральных ветров и не связана с изменением термосферного состава в средних широтах.

• Показано, что реакция термосферного состава на геомагнитное возмущение через ионосферу влияет на характер восстановления плазмосферы после геомагнитной бури.

Научная и практическая значимость работы

Научная и практическая значимость работы заключается в решении ряда задач, связанных с проблемой математического моделирования параметров верхней атмосферы и их динамики в геомагнитно-возмущеных условиях. Решение данной проблемы облегчает прогнозирование состояния термосферы и ионосферы в различных геофизических условиях, что играет большую роль при расчетах устойчивости радиотрасс и движения низкоорбитальных космических аппаратов.

Объект и предмет исследования

Объектом данного исследования являются процессы и явления, происходящие в верхней атмосфере Земли (ионосфере, термосфере, плазмосфере) во время геомагнитных бурь. Динамика основных термосферных составляющих (О и N2), электронной концентрации в ионосфере и плазмосфере, а также термосферно-ионосферное взаимодействие в возмущенных условиях и роль внешних факторов (солнечной активности, потоков энергичных частиц и электрических полей магнитосферного происхождения) составляют непосредственно предмет исследования.

Методы исследования

Для исследования применяется метод математического моделирования с использованием глобальной самосогласованной численной модели верхней атмосферы Земли, созданной в Западном Отделении ИЗМИРАН (г. Калининград) и модифицированной /14, 15, 77/ в Полярном геофизическом институте Кольского научного центра РАН и Мурманском государственном техническом университете (г. Мурманск). Эта модель представляет собой трехмерную нестационарную математическую модель верхней атмосферы Земли в высотном диапазоне от 60 км до геоцентрического расстояния 15 земных радиусов, решающую в квази-гидродинамическом приближении уравнения для концентраций, температур и скоростей нейтральных и заряженных частиц, а также уравнение для электрического потенциала.

Основные результаты и защищаемые положения

Методом математического моделирования с использованием глобальной самосогласованной модели верхней атмосферы Земли исследованы физические механизмы, приводящие к формированию отрицательной и положительной ионосферных бурь в условиях низкой и высокой солнечной активности, в периоды равноденствия и солнцестояния и установлено следующее:

1. Термосферная реакция носит глобальный характер и проявляется в виде уменьшения отношения концентраций атомарного кислорода и молекулярного азота в высокоширотных областях. Градиент возмущения в меридиональном направлении больше при низкой солнечной активности.

2. Количественно термосферная реакция значительно больше в условиях низкой солнечной активности, что обусловлено более низкими значениями фоновых концентраций и температуры нейтралов.

3. Сезонная зависимость термосферной реакции в условиях солнцестояния выражается в том, что уменьшение [0]/[N2] в высоких широтах, обусловленное геомагнитной бурей, в зимнем полушарии больше чем в летнем. При равноденствии асимметрия в реакции отдельных термосферных составляющих между южным и северным полушариями обусловлена UT-эффектом.

4. Положительные ионосферные возмущения на низких широтах объясняются конвергенцией горизонтальных термосферных ветров, направленных от высокоширотных источников нагрева, обусловленных усилением притока энергии во время геомагнитной бури. Дополнительный вклад в положительную фазу ионосферной бури вносят перемещающиеся ионосферные возмущения.

5. Положительная фаза ионосферной бури доминирует на дневной стороне и больше в зимнем полушарии при низкой солнечной активности. При высокой солнечной активности вблизи равноденствия заметной положительной фазы ионосферной бури не образуется.

6. Запаздывание термосферной реакции относительно изменений электрического потенциала обуславливает через ионосферу изменение характера регулярного наполнения и опустошения магнитных трубок и их электромагнитного дрейфа, в результате чего скорость наполнения плазмосферы ниже на ранних этапах восстановления после геомагнитной бури.

7. Проведенные численные расчеты термосферных параметров хорошо согласуются с результатами экспериментальных наблюдений, проводившихся спутниками АЕ-С, ESRO-4 и SETA-1, что говорит об их высокой достоверности и целесообразности применения теоретических моделей верхней атмосферы для прогнозирования торможения низкоорбитальных спутников в геомагнитно-возмущенных условиях.

Личный вклад автора

Работая в Полярном геофизическом институте, автор принимал участие в доработке и усовершенствовании модели верхней атмосферы Земли. Непосредственно автором диссертации были внесены изменения в модель верхней атмосферы Земли, позволившие более точно с использованием экспериментальных данных задавать входные параметры модели соответствующие моделируемым датам. Им были выполнены теоретические расчеты с использованием модели, которые были сопоставлены с данными наблюдений, проведен анализ результатов численных расчетов и экспериментальных данных. Автор диссертации принимал участие в обсуждении и подготовке публикаций полученных результатов, вошедших в диссертационную работу.

Апробация и публикации

Результаты, вошедшие в диссертацию, представлялись на ежегодных семинарах "Физика авроральных явлений" (ПГИ, Апатиты /88, 73, 83, 84, 89, 92, 90, 91/), Научно-технических конференциях МГТУ (Мурманский государственный технический университет, Мурманск /11, 19, 22, 24/) и Всероссийской научно-технической конференции "Наука и образование -2002" (Мурманск /17/), а также Международной конференции по проблемам геокосмоса (Ст.-Петербург /85/). В 1998 г. на 23-й Генеральной Ассамблее Европейского Геофизического Сообщества в Ницце (Франция /87/), митингах Американского геофизического союза (Бостон /67, 71/), рабочей группе и симпозиуме Европейского космического агентства (Нордвик, Нидерланды и Потсдам, Германия /40, 66/), на 2-м международном TIGER-симпозиуме (Ст.-Петербург /82/), конференции URSI /39/ и рабочей группе по "Космической погоде" (Бостон /86/).

В 1999 году по результатам конкурса работ молодых ученых КНЦ РАН автор диссертации был награжден дипломом III степени за цикл публикаций по математическому моделированию термосферных и ионосферных эффектов магнитной бури. Автор диссертации и А.А.Намгаладзе в 1999 году вошли в число победителей конкурса РФФИ научно-популярных статей в разделе "Науки о Земле" (РФФИ, проект 99-05-99421, "Математическое моделирование возмущений верхней атмосферы" /18/). Кроме того, материалы исследований, вошедшие в диссертацию, были опубликованы в рецензируемых отечественных и зарубежных журналах, коллективной монографии и сборниках научных трудов /14, 16, 18, 23, 42, 72, 80, 81, 87/.

По материалам, вошедшим в диссертацию, было опубликовано 9 работ в отечественных и зарубежных рецензируемых изданиях, 6 статей в трудах конференций и семинаров, а также 15 тезисов докладов.

Объем и структура диссертации

Диссертация включает 125 страниц, из них 32 страницы рисунков, 1 страница с таблицей и 13 страниц библиографии.

Структурно диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка литературы.

Заключение диссертации по теме «Физика атмосферы и гидросферы», Юрик, Роман Юрьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

С использованием теоретической глобальной самосогласованной модели верхней атмосферы Земли проведено численное моделирование термосферных, ионосферных и плазмосферных эффектов геомагнитных бурь, происходивших в разных геофизических условиях: при низкой и высокой солнечной активности, в условиях солнцестояния и равноденствия.

Проведено сравнение результатов численных расчетов и экспериментальных данных, полученных в ходе различных наблюдений: спутниковых измерений нейтральной плотности и концентрации отдельных ее составляющих низкоорбитальными искусственными спутниками Земли, а также наземных ионозондовых наблюдений.

Исследовано влияние на поведение нейтральной и ионизированной компонент верхней атмосферы Земли во время геомагнитных бурь таких факторов как солнечная активность и сезон.

Проведенные исследования показали:

1. Термосферная реакция носит глобальный характер и проявляется в виде уменьшения отношения концентраций атомарного кислорода и молекулярного азота в высокоширотных областях с отчетливо выраженным широтным градиентом при низкой солнечной активности и менее выраженным широтным градиентом при высокой солнечной активности. В условиях низкой солнечной активности возмущение, обусловленное геомагнитной бурей (уменьшение отношения концентрации атомарного кислорода к концентрации молекулярного азота), в меридиональном направлении убывает быстрее, чем в условиях высокой солнечной активности. Значительной положительной фазы термосферного возмущения в средних и низких широтных областях не образуется как в условиях высокой солнечной активности, так и при низкой.

2. Количественно термосферная реакция значительно больше в условиях низкой солнечной активности, что обусловлено более низкими значениями фоновых концентраций и температуры нейтралов. Кроме того, в условиях солнцестояния отчетливо видно влияние сезонной зависимости -уменьшение [0]/[N2] в высоких широтах, обусловленное геомагнитной бурей, в зимнем полушарии в 1.5 раз больше чем в летнем. При равноденствии асимметрия в реакции отдельных термосферных составляющих между южным и северным полушариями обусловлена UT-эффектом.

3. Положительные ионосферные возмущения на низких широтах объясняются конвергенцией горизонтальных термосферных ветров, направленных от высокоширотных источников нагрева, обусловленных усилением притока энергии во время геомагнитной бури. Дополнительный вклад в положительную фазу ионосферной бури вносят распространяющиеся ионосферные возмущения.

4. Положительная фаза ионосферной бури доминирует на дневной стороне и больше в зимнем полушарии при низкой солнечной активности. При высокой солнечной активности вблизи равноденствия заметной положительной фазы ионосферной бури не образуется.

5. Запаздывание термосферной реакции относительно изменений электрического потенциала обуславливает через ионосферу изменение условий регулярного наполнения и опустошения магнитных трубок и их электромагнитного дрейфа. Из-за уменьшенного отношения [0]/[N2] электронная концентрация в F2-cnoe продолжает оставаться низкой в фазе восстановления после геомагнитной бури, что обуславливает низкую скорость наполнения плазмосферы на ранних этапах восстановления.

6. Проведенные численные расчеты отношения атомарного кислорода и молекулярного азота и плотности нейтралов хорошо согласуются с результатами экспериментальных наблюдений, проводившихся спутниками АЕ-С, ESRO-4 и SETA-1. Результаты численных расчетов отношения атомарного кислорода и молекулярного азота, относящиеся к возмущенным условиям, согласуются с экспериментальными наблюдениями лучше по сравнению с эмпирической моделью MSISE-90, что демонстрирует целесообразность использования теоретических моделей верхней атмосферы для прогнозирования ее состояния в нестационарных условиях.

7. Сравнение критических частот Р2-слоя, рассчитанных по модели верхней атмосферы Земли, эмпирической модели IRI-2001 и наблюдавшихся ионозондовыми станциями показало, что хотя ионозондовые данные воспроизводятся лучше эмпирической моделью в целом, для отдельных станций теоретические расчеты точнее.

Исследования были поддержаны грантами РФФИ: 98-05-64145-а, 99-0599421-е, 00-05-65132-а, 02-05-79188-а, 05-05-97511-рсевера.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Юрик, Роман Юрьевич, 2006 год

1. Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. Наука. М. 1988. 527 С.

2. Волков М.А., Намгаладзе А.А. Модельные расчеты продольных токов и электрических полей во время взрывной фазы суббури // Геомагн. и аэрономия. 1996. - Т. 36, № 4, С. 38-44.

3. Воробьев В.Г., Громова Л.И., РегеновБ.В., Старков Г.В., Фелдштейн Я.И. Вариация положения границ плазменных вторжений и аврорального вторжения в ночном секторе // Геомагн. и Аэрономия 2000. Т. 40, № 3, С.79-85.

4. Грингауз К.И., Бассоло B.C. Структура и свойства плазмосферы земли. Экспериментальные данные и проблемы их интерпретации // Геомагн. и Аэрономия. 1990. - Т. 30, № 1, С. 1-17.

5. Данилов А.Д., Морозова Л.Д. Ионосферные бури в области F2. Морфология и Физика (Обзор) // Геомагн. и аэрономия. 1985. Т. 25, № 5, С. 705-721.

6. Иванов-Холодный Г.С., Нусинов А.А. Коротковолновое излучение Солнца и его воздействие на верхнюю атмосферу и ионосферу // Исследования космического пространства. 1987. Т. 36, С. 80-154.

7. Карпов И.В., Намгаладзе А.А. О причинах изменений газового состава в термосфере // Геомагн. и аэрономия. 1988. Т. 28, №2, С. 246-250.

8. Клименко В.В., Намгаладзе А.А. О роли конвекции в формировании провала и плазмопаузы // Геомагн. и аэрономия. 1980. Т. 20, С. 946-950.

9. Колесник А.Г., Голиков И.А., Чернышев В.И. Математические модели ионосферы. МГП Раско. Томск. 1993.

10. Мальцев Ю.П. Лекции по магнитосферно-ионоеферной физике. РАН КНЦ ПГИ. Апатиты. 1995. 124 С.

11. Намгаладзе А.А., Юрик Р.Ю. Численное моделирование глобального поведения ионосферы, термосферы и протоносферы Земли во время магнитных бурь // Тезисы докладов 11-й Научно-технической конференции МГТУ (Мурманск).-2000. С. 391-392.

12. Намгаладзе А.А. Численные теоретические модели ионосферы и перспективы их использования в ионосферном прогнозировании. В сб. "Прогнозирование ионосферных, магнитосферных возмущений и солнечной активности". Наука, М, 1987. С. 160-176.

13. Намгаладзе А.А., Кореньков Ю.Н., Клименко В.В., Карпов И.В., Бессараб Ф.С., Суроткин В.А., Глущенко Т.А., Наумова Н.М. Глобальная численная модель термосферы, ионосферы и протоносферы Земли // Геомагн. и аэрономия. 1990. Т. 30, №.4, С. 612-619.

14. Намгаладзе А.А., Мартыненко О.В., Намгаладзе А.Н. Глобальная модель верхней атмосферы с переменным шагом интегрирования по широте // Геомагн. и аэрономия. 1996. Т. 36, № 2, С. 89-95.

15. Намгаладзе А.А., ЮрикР.Ю. Математическое моделирование возмущний верхней атмосферы Земли // "Российская наука: грани творчества на грани веков". РФФИ. М., Научный мир, 2000. С. 341-351.

16. НамгаладзеА.А., ЮрикР.Ю., ФерстерМ. Математическое моделирование термосферных эффектов магнитной бури // 9- я научно-техническая конференция МГТУ, ч. 2, Тезисы докладов. - Мурманск: МГТЦ, - 1998. - С.4.

17. Намгаладзе А.Н. Намгаладзе А.А., Захаров Л.П. Численное моделирование ионосферных бурь // Геомагн. и аэрономия. 1981. Т. 21, № 2, С. 259-265.

18. Суроткин В.А., Клименко В.В., Намгаладзе А.А. Численная модель экваториальной ионосферы^ В сб. "Исследования ионосферной динамики". ИЗМИР АН. М. 1979. С. 58-68.

19. Юрик Р.Ю. Анализ результатов численного моделирования термосферно-ионосферной бури // Тезисы 10-й научно-технической конференции МГТУ, Мурманск, 20-30 апреля 1999г. Мурманск: МГТУ, 1999.-С.315.

20. ЮрикР.Ю., Намгаладзе А. А. Исследование термосферно-ионосфериого взаимодействия в возмущённых условиях на примере геомагнитной бури 03-04 апреля 1979 года // Вестник МГТУ, 2005. Т. 8, №1, С.156-169.

21. Юрик Р.Ю. Численное моделирование ионосферных и термосферных эффектов магнитной бури // 8-я научно-техническая конференция МГТУ, 1430 апреля 1997 г. -тезисы докладов Мурманск: МГТУ, 1997. - С. 70-71.

22. Appleton E.V., Ingram L.J. Magnetic storms and upper-atmospheric ionisation//Nature 1935. V. 16, P. 548-549.

23. Appleton E.V., Piggot W.R. The morphology of storms in thr F2 layer of the ionosphere. I. Some statistical relationships // J. Atmos. Terr. Phys. 1952. V. 2, N. 4, P. 236-252.

24. Barnett M.A.F. The early days of ionosphere research // J. Atmos. Terr. Phys. 1974. V. 36, N. 12, P. 2071-2078.

25. Boyle C.B., ReiffP.H., HaristonM.R. Empirical polar cap potentials // J.Geophys.Res. 1997. - V. 102, N. Al, P. 111-125.

26. Burns A.G., Killeen T.J. The equatorial neutral thermosphere response to geomagnetic forcing // Geophys. Res. Lett. 1992. V. 19, P. 977-980.

27. Burns A.G., Killeen T.J., Carignan G.R., Roble R.G. Large enhancements in the 0/N2 ratio in the evening sector of the winter hemisphere during geomagnetic storms // J. Geophys. Res. 1995. V. 100, N. A8, P. 14661-14671.

28. Burns A.G., Killeen T.L., Deng W., Carignan G.R., Roble R.G. Geomagnetic storm effects in the low- to middle-latitude upper thermosphere // J. Geophys. Res.- 1995. V. 100, N. A8, P. 14673-14691.

29. Burns A.G., Killeen T.L., Roble R.G. A theoretical study of thermospheric composition perturbations during an impulsive geomagnetic storm // J. Geophys. Res. -1991, V. 96, N. A8, P. 14153-14167.

30. Burrage M.D., AbreuV.J., OrsiniN., Fesen C.G., Roble R.G. Geomagnetic activity effects on the equatorial neutral thermosphere // J. Geophys. Res. 1992. V. 97, P. 4177-4187.

31. Crowley G., Emery B.A., Roble R.G., Carlson H.C. (Jr.), KnippD.J. Thermospheric dynamics during September 18-19, 1984, 1. Model simulations // J. Geophys. Res. 1989. V. 94, N. A12, P. 16925-16944.

32. DanilovA.D., KalginY.A. Eddy diffusion studies in the lower thermosphere // Adv. Space Res. 1996. V. 17, N. 11, P. 17-24.

33. Dickinson R. E., Ridley E.C., Roble R.G. Thermospheric general circulation with coupled dynamics and composition // J. Atmos. Sci. 1984. V. 41, N. 2, P. 205-219.

34. Dickinson R.E., Ridley E.C., Roble R.G. A three-dimensional general circulation model of the thermosphere // J. Geophys. Res. 1981. V. 86, N. A3, P. 1499-1512.

35. Duncan R.A. F-region seasonal and magnetic-storm behaviour // J. Atmos. Terr. Phys. 1969. V. 31, N. 1, P. 59-70.

36. Foerster M., Luehr H., Reigber C., Koenig R., Namgaladze A.A., Yurik R.Y. Die CHAMP Satellitenmission und ihr moeglicher Beitrag zur Ueberwachung des Weltraumwetters // Proceedings U.R.S.I.-Landesausschuss, Potsdam, 27.September-01.0ktober. 1999.

37. Forbes J.M., Roble R.G., Marcos F.A. Thermosphere dynamics during the March 22, 1979 magnetic storm: 2. Comparisons of model predictions with observations // J. Geophys. Res. 1987. V. 99, N. A6, P. 6069-6081.

38. Foerster M., Namgaladze A.A., Yurik R.Yu. Thermospheric composition changes deduced from geomagnetic storm modeling // Geophys. Res. Lett. 1999. V. 26, N. 16, P. 2625-2628.

39. Fuller-Rowell TJ., Codrescu M.V., Moffett R.J., Quegan S. \newblock Response of the thermosphere and ionosphere to geomagnetic storms // J. Geophys. Res. 1994. V. 99, N. A3, P. 3893-3914.

40. Fuller-Rowell T.J., Rees D. A three-dimensional time-dependent global model of the thermosphere // J. Atmos. Sci. 1980. V. 37, N. 11, P. 2545-2567.

41. Fuller-Rowell T.J., Rees D. Derivation of a conservation equation for a mean molecular weight for a two-constituent gas within a three-dimensional, time-dependent model of the thermosphere // Planet. Space Sci. 1983. V. 31, N. 10, P. 1209-1222.

42. Fuller-Rowell T.J., Rees D. Interpretation of anticipated long-lived vortex in the lower thermosphere following simulation of an isolated substorm // Planet. Space Sci. 1984. V. 32, N. 1, P. 69-85.

43. Fuller-Rowell T.J., ReesD., H. Rishbeth, Burns A.G., KilleenT.L., Roble R.G. The composition change theory of F-region storms: A reassessment // J. Atmos. Terr. Phys. 1991. V. 53, N. 9, P. 797-815.

44. Fuller-Rowell T.J., ReesD., Quegan S., MoffettR.J., Bailey G.J. Interactions between neutral thermospheric composition and the polar ionosphere using a coupled ionosphere-thermosphere model // J. Geophys. Res. 1987. V. 92, N. A7, P. 7744-7748.

45. Fuller-Rowell T.J., ReesD., Rishbeth H., Burns A.G., KilleenT.L., Roble R.G. Modelling of composition changes during F-region storms: a reassessment // J. Atmos. Terr. Phys. 1991. V. 53, N. 6-7, P. 541-550.

46. Fuller-RowellT.J., ReesD., TinsleyB.A., RishbethH., RodgerA.S. and Quegan S. Modelling the response of the thermosphere and ionosphere to geomagnetic storms: Effects of a mid-latitude heat source // Adv. Space Res. -1990. V. 10, P.

47. Galperin Y.I., Soloviev V.S., TorkarK., Foster J.C., VeselovM.V. Predicting plasmaspheric radial density profiles // J.Geophys.Res. 1997. V. 102, N. A2, P. 2079-2091.

48. Gusenhoven M.S., Hardy D.A., HeinemannN., Burkhardt R.K. Morphology of the polar rain // J.Geophys.Res. 1984. V. 89, N. All, P.9785-9800.

49. Hall C.M., BrekkeA., Martynenko O.V., Namgaladze A.A. EISCAT measurements and model calculations of the turbulent energy dissipation in the high-latitude mesosphere // J.Atmos.Solar-Terr.Phys. 1998. V. 60, N. 3, P. 331336.

50. Hardy D.A., Gussenhoven M.S., Holeman E. A statistical model of auroral electron precipitation // J. Geophys. Res. 1985. V. 90, N. A5, P. 4229-4248.

51. Hedin A.E. Extension of the MSIS thermosphere model into the middle and lower atmosphere // J. Geophys. Res. 1991. V. 96, N. A2, P. 1159-1172.

52. Hedin A.E. MSIS-86 thermospheric model // J. Geophys. Res. 1987. V 92, N. A5, P. 4649-4662.

53. Heppner J.P. High-latitudes electric fields and the modulations related to interplanetary magnetic field parameters.-// Radio Sci.- 1973. V. 8, N. 11, P. 933948.

54. IijimaT., PotemraT.A. The amplittude distribution of field-aligned currents at northern high latitudes observed by Triad // J. Geophys. Res. 1976. V. 81, N. 13, P. 2165-2174.

55. JacchiaL.G. Thermospheric temperature, density and composition: New models. In "SAO Special Report, No.375", 1977.

56. Jones K.L., Rishbeth H. The origin of storm increases of mid-latitude Flayer electron concentration // J. Atmos. Terr. Phys^- 1971. V. 33, N. 3, P. 391-401.

57. King G.A.M. The ionospheric disturbance and atmospheric waves. I-General discussion // J. Atmos. Terr. Phys. 1966. V. 28, N. 10, P. 957-963.

58. Lawrence D.J., Thomsen M.F., Borovsky J.E., McComas D.J. Measurements of early and late time plasmasphere refilling as observed from geosynchronous orbit // J. Geophys. Res. 1999. V. 104, N. A7, P.14691-14704.

59. LubkenF.-J., von ZahnU. Thermal structure of the polar mesopause region at polar latitudes // J. Geophys. Res. 1991. V. 96, P. 20841-20857.

60. Luehr H., Reidberg C., Foerster M., Koenig R., Namgaladze A.A., Yurik R.Yu. Sensing the thermospheric density from precise satellite drag measurements // Spring AGU Meeting, Boston, May 26-29, 1998, Abstracts. 1998.

61. Marcos F.A., Killeen T.L., Roble R.G. Thermosphere and ionosphere dynamics during 20-30 March 1979 time period: Comparison of TIGCM calculated densities with observations // Adv. in Space Res. 1991. V. 12, No. 6, P. 93.

62. Matuura N. Theoretical models of ionospheric storms // Space Science Reviews. 1972. V. 13, N. 1, P. 124-189.

63. Mikhailov A.V., SkoblinM.G., ForsterM. Day-time F2-layer positive storm effect at middle and lower latitudes // Ann. Geophys. 1995. V. 13, N. 5, P. 532-540.

64. Namgaladze A.A., ForsterM., YurikR.Yu. Analysis of the positive ionospheric response to a moderate geomagnetic storm using a global numerical model // Ann. Geophys. 2000. V. 18, N. 4, P.461-477.

65. Namgaladze A. A., FoersterM., YurikR.Yu. Global ionosphere-thermosphere storm modeling // Physics of Auroral Phenomena, XXII Annual Apatity Seminar, Abstracts. Preprint PGI -99-01-107, - 1999. P.39.

66. Namgaladze A.A., Korenkov Y.N., Klimenko V.V., Karpov I.V., Bessarab F.S., Surotkin V.A., Glushchenko T.A., Naumova N.M. Global model of the thermosphere-ionosphere-protonosphere system // Pure Appl. Geophys 1988. V. 127, N. 2-3, P. 219-254.

67. Namgaladze A.A., Korenkov Y.N., Klimenko V.V., Karpov I.V., Surotkin V.A., Naumova N.M. Numerical modelling of the thermosphere-ionosphere-protonosphere system // Atmos. Terr. Phys. 1991. V. 53, N. 11-12, P.1113-1124.

68. Namgaladze A.A., Latishev K.S., Korenkov Yu.N., Zakharov L.P. A dynamical model of the midlatitude ionosphere for the height range from 100 to 1000 km // Acta Geophysica Polonica. 1977. V. 25, N. 3, P. 173-182.

69. Namgaladze A.A., Martynenko O.V., Namgaladze A.N. Global model of the upper atmosphere with variable latitudinal steps of numerical integration // IUGG XXI General Assembly, 1995, Abstracts. 1995. GAB41F-6, B150.

70. Namgaladze A.A., Martynenko O.V., Volkov M.A., Namgaladze A.N., YurikR.Yu. High-latitude version of the global numerical model of the Earth's upper atmosphere // Proceedings of the MSTU (Murmansk state technical University). 1998. V. 1, N. 2, P. 23-84.

71. Namgaladze A. A., Namgaladze A.N., Yurik R.Yu. Global modeling of the quiet and disturbed upper atmosphere // Physics and Chemistry of the Earth 2000. V. 25, N. 5-6, P. 533-536.

72. Namgaladze A.A., Yurik R.Yu. Global ionosphere-protonosphere storm modeling // Physics of Auroral Phenomena, XXIII Annual Seminar, Apatity, 14-17 March 2000. Abstracts. - Preprint PGI-00-01-108. Apatity: PGI KSC RAS, - 2000. P.38.

73. NamgaladzeA.A., YurikR.Yu. Global ionosphere-protonosphere storm modeling // Physics of Auroral Phenomena, Proc. XXIII Annual Seminar, Apatity, 14-17 March 2000. Preprint PGI-00-01-108. Apatity: PGI KSC RAS, 2000. P.45-48.

74. Namgaladze A.A., YurikR.Yu. Global modeling of the storm time behaviour of the coupled ionosphere-thermosphere-protonosphere system // International Conference on Problems of Geocosmos. Abstracts. - St.-Petersburg. -2000. P.57-58.

75. Namgaladze A.A., Yurik R.Yu. Global upper atmosphere storm modeling // Space Weather Workshop, June 7-8, 2001, Boston College. Abstracts. - 2001. P.43.

76. Namgaladze A.A., Yurik R.Yu., Foerster M. Numerical modeling of the Earth's upper atmosphere during a geomagnetic storm // Ann. Geophys. 1998. Suppl.III to V.16, C891

77. Namgaladze A.A., Yurik R.Yu. Plasmasphere state effect on the positive phase of the ionospheric storm // Physics of Auroral Phenomena, XXVI Annual Seminar, Apatity. Abstracts. - Preprint PGI-03-01-114. Apatity: PGI KSC RAS, -2003. P.25.

78. Namgaladze A.A., Yurik R.Yu. Plasmasphere state effect on the positive phase of the ionospheric storm // Physics of Auroral Phenomena, Proceedings of the XXVI Annual Seminar, Apatity. Preprint PGI. - 2003. - P.79-82.

79. Namgaladze A.A., Yurik R.Yu. Upper atmosphere storm modeling // Physics of Auroral Phenomena, XIV Annual Seminar Abstracts, Apatity, 27 February 2 March 2001. - Abstracts. - Preprint PGI-01-01-109. Aptity: PGI KSC RAS,-2001. P.66-67.

80. PeymiratC., Richmond A.D., Emery B.A., Roble R.G. A magnetosphere thermosphere ionosphere electrodynamics general circulation model // J. Geophys. Res. 1998. V. 103, N. A8, P. 17467-17477.

81. Prolss G.W. Ionospheric f-region storms. In "Handbook of Atmospheric Electrodynamics". 1995. "CRC Press". Boca Raton. V. 2, P. 195-248.

82. Prolss G.W. Latitudinal structure and extension of the polar atmospheric disturbance // J. Geophys. Res. 1981. V. 86, N. A4, P. 2385-2396.

83. Prolss G.W. Magnetic storm associated perturbations of the upper atmosphere. In "Magnetic storms". 1997. Edited by B.T.Tsurutani, W.D.Gonzalez, Y.Kamide, and J. K. Arballo. "American Geophysical Union". V. 98, P.227-241.

84. Prolss G.W. Magnetic storm associated perturbations of the upper atmosphere: Recent results obtained by satellite-borne gas analyzers // Rev. Geophys. Space Phys. 1980. V. 18, N. 1, P. 183-202.

85. Prolss G.W. Perturbation of the low-latitude upper atmosphere during magnetic substorm activity // J. Geophys. Res. 1982. V. 87, N. A7, P. 5260-5266.

86. Richmond A.D., Ridley E.C., Roble R.G. A thermosphere/ionosphere general circulation model with coupled electrodynamcis // Geophys. Res. Lett. -1992. V. 19, P. 601-604.

87. RishbethH., Fuller-RowellT.J., ReesD. Diffusive equilibrium and vertical motion in the thermosphere during a severe magnetic storm: A computational study // Planet. Space Sci. 1987. V. 35, N. 9, P. 1157-1165.

88. Roble R.G., Ridley E.C. A thermosphere-ionosphere-mesosphere-electrodynamics general circulation model (time-gem): equinox solar cycle minimum conditions (30-500 km) // Geophys. Res. Lett. 1994. V. 21, N. 9, P. 417420.

89. Roble R.G., Ridley E.C., Richmond A.D., Dickinson R.E. A coupled thermosphere/ionosphere general circulation model // Geophys. Res. Lett. 1988. V. 15, N. 12, P. 1325-1328.

90. Schoendorf J., Crowley G., Roble R.G., Marcos F.A. Neutral density cells in the high latitude thermosphere: 1: Solar maximum cell morphology and data analysis // J. Atmos. Terr. Phys. 1996. V.58, P. 1751.

91. SchunkR.W. A mathematical model of the middle and high latitude ionosphere // Pure and Appl.Geophys. 1988. V. 127, P. 255-303.

92. Seaton M.J. A possible explanation of the drop in F-region criticaldesities accompanying major ionospheric storms // J. Atmos. Terr. Phys. 1956. V. 8, P. 122-124.

93. Skoblin M.G., ForsterM. Steep latitudinal gradients of thermospheric composition during magnetic storms: A possible formation mechanism // Ann. Geophys. -1995. V. 13, N. 3, P. 277-284.

94. Skoblin M.G., Mikhailov A.V. Some pecularities of altitudinal distribution of atomic oxygen at low latitudes during magnetic storms // J. Atmos. Terr. Phys. -1996. V. 58, 875-881.

95. Sojka J.J. Global scale physical models of the F-region ionosphere // Rev. Geophys. 1989. V. 27, N. 3, P. 371-403.

96. Sojka J.J., SchunkR.W. A model study of how electric field structures affect the polar cap F-region // J. Geophys. Res. 1988. V. 93, N. A2, P. 884-896.

97. Sojka J. J., Schunk R.W. Theoretical study of the seasonal behavior of the global ionosphere at solar maximum // J. Geophys. Res. 1989. V. 94, N. A6, P. 6739-6744.

98. VolkovM.A., Martynenko O.V., Namgaladze A.A. MHD-magnetospheric block for the global numerical model of the Earth's upper atmosphere. In "Physics of Auroral Phenomena, Proc. XIX Annual Seminar". PGI. Apatity 1996. P. 101-102.

99. Volkov M.A., Namgaladze A.A. Models of field-aligned currents needful to simulate the substorm variations of the electric field and other parameters observed by eiscat // Ann. Geophys. 1996. V. 14, N. 12, P. 1356-1361.

100. WeimerD.R., MaynardN.C., Burke W.J., LiebrechtC. Polar cap potentials and the auroral electrojet indices // Planet. Space Sci. 1990. V. 38, N. 9, P. 1207-1222.

101. Zuzic M., Scherliess L., Prolss G.W. Latitudinal structure of thermospheric composition perturbations // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1997. V. 59, P. 711-724.