Введение к работе
Актуальность темы:
В настоящее время имеется большое количество эмпирических и теоретических моделей распределения в пространстве и времени параметров атмосферы н ионосферы Земли. Существуют модели распределения концентрации, температуры, давления, скоростей ветров в нейтральной атмосфере, модели распределения концентрации заряженных частиц, температур, ионнного состава в ионизованной оболочке атмосферы - ионосферы. Эти модели эффективно испольоуются при расчетах глобальной циркуляции в атмосфере, концентрации заряженных частиц, их температур и других параметров в прикладных оадачах распространения радиоволн, в (задачах теоретического моделирования различных атмосферных и ионосферных процессов. Однако все существующие в настоящее время модели параметров атмосферы и ионосферы оперируют усредненными, сглаженными параметрами отих сред, что является естественным на настоящем этапе моделирования, поскольку такой подход упрощает очень сложную задачу моделирования. В то же время хорошо известно, что в атмосфере и ионосфере Земли существуют неоднородности различных пространственных и временных масштабов . Создание моделей возникновении неоднородности важно и необходимо для практики и для интерпретации возникновения различных аффектов в атмосфере и ионосфере. Эти неоднородности помимо различных пространственных и временных масштабов характеризуются различной зависимостью от географических и геомагнитных координат, высоты над поверхностью Земли, частотой своего появления, интенсивностью возмущения фоновых параметров атмосферы и ионосферы. Бели пытаться объяснить возникновение неоднородностей при глобальном подходе, то маловероятна возможность интерпретации экспериментальных данных на основе какого-то единственного четко определяемого механизма и необходимо считаться со многими факторами. Разумеется, как в случае всякой сложной системы, необходима классификация этих неоднородностей по каким либо существенным наблюдаемый параметрам или по определенному источнику их возникновения. Важным моментом является также регулярность или сравни-
тепьная редкость появления выделенного типа неоднородностен.
В настоящей работе теоретически исследуются неоднородности параметров атмосферы н ионосферы, связанные с восходом и оаходом Солнца. Данный хласс неоднородностей характеризуется рогултрным временем появления одпн-двгі р<гиа г-супп и общим предполагаемым источником - они возникают прп прохождении солнечного терминатора в атмосфере и ионосфере. Иовестно, что поглощение энергии солнечного излучения максимально в ооо-нослое и в термосфере. Поэтому естественно рассмотреть возможность образования неоднородных структур в отоых областях. В работе проанализирована устойчивость слоя атмосферы при неравномерном распределении поглощаемой энергии Солнца по высоте. Получено, что в такой системе может развиваться граднентно-радиационная неустойчивость (ГРН), приводящая х образованию структур. Ахустнхо-гравнтацнонные волны играют большую роль в динамике атмосферы. В работе анализируется характер взаимодействия этих воин с движущимся в атмосфере солнечным терминатором . Получено, что АГВ могут отражаться от терминатора и при определенных условиях усиливаются терминатором. Радарные наблюдения показывают, что в F слое ионосферы существует специальный тип декаметровых неоднородностей, время появления которых четко хоррелирует с прохождением терминатора в поле зрения радара. Возможность объяснения этих неоднородностен оа счет развития градиентно-дрейфовой неустойчивости в F-cnoe ионосферы при прохождении на этих высотах солнечного терминатора рассмотрена в отчете.
Целью работы являлось:
-
Проанализировать устойчивость слоя атмосферы при неравномерном распределении поглощаемой энергии Солнца по высоте.
-
Рассчитать коэффициенты отражения и преломления ахустихо-гравитационных волн при их взаимодействии с движущимся солнечным терминатором.
3. Дать теоретическую интерпретацию радарным наблюде
ниям декаметровых неоднородностей электронной концентрации
воонихающих во время оахода Солнца на высотах F-слоя ионосферы.
Научная новиона работы оахпючается в том что впервые:
1. Выполнены расчеты инкремента граднентно-радиацноннон
неустойчивости с учетом нейтрального ветра.
2. Вычислены коэффициенты отражения и преломления ахустихо-
гравнтацпоннон волны от движущего солнечного терминатора.
3. Предложена физнчесхая интерпретация F-spread на основе
раовития градиентно-дрейфовой неустойчивости в плаоме F-сяоя
при пересечении вечернего терминатора и среднеширотного про
вала.
4. Предложено понятие критической сдвиговой схорости дрейфа
пяаомы F-споя, существенное при интерпретации данных радарных
наблюдении неоднородно стен в ионосфере.
Внедрение результатов
Результаты, представленные в диссертации, нспопьоовапись в госбюджетных н поддерживаемых грантами работах, выполненных в ИИ HAH РК.
Апробация работы
Основные реоупьтаты настоящей работы докладывались на научных семинарах в ИИ НАН РК,на Международной хонференции URSI в Кюоте, Япония, в 1993 году, на конференциях Американского Геофизического Союоа в 1993 и в 1994 гг., на Международной конференции по фнонке сопнечно-оемных свяоей в 1994 в Аяматы.
На оащиту выносится:
-
Теоретическая модель образования неоднородностен в атмосфере включая ионосферу в переходные часы суток оа счет раовития граднентно-раднационной неустойчивости, связанной с неоднородностью по высоте поглощаемой энергии Солнца, учитывающая нейтральный ветер.
-
Расчеты коэффициентов отражения и преломления акустнхо-гравнтацношгых волн при их взаимодействии с движущимся солнечным терминатором.
-
Теоретическая интерпретация радарных наблюдений F-spiead на основе механиома развития градиентно-дрейфовой неустойчи-
вости при пересечении вечернего терминатора и среднешнротного провала в F-слое ионосферы.
ионосфере с учетом неоднородности дрейфовой старости плаомы. Понятие критической сдвиговой схорости в ионосферной лпааме существенное при интерпретаций данных радарных наблюдений не-одкородиостей в F-слое ионосферы. Структура и объем работы:
Диссертация состоит но введения четырех глав и заключения. Общий объём 105 стр., 24 рисунхов, 86 литературных ссыпох.