Исследования полярной ионосферы : сборник научных трудов.

Т.Н.Лукичева, В.С.Мингапев МОДЕЛИРОВАНИЕ ВАРИАЦИЙ ИОННОГО СОСТАВА ВЫСОКОШИРОТНОЙ ИОНОСФЕРЫ ВО ВРЕМЯ СОЛНЕЧНЫХ ВСПЫШЕК В формировании земной ионосферы главную роль играет ультрафиолетовое и рентгеновское излучение Солнца. Однако само это коротковолновое солнечное излучение не остается постоянным во времени. Выявлены различные его вариа­ ции, например, связанные с вращением Солнца вокруг своей оси (27-дневные вариации), с 11 -л етним циклом солнечной активности и др. Особенно резкие и значительные изменения коротковолнового солнечного излучения происходят во время хромосферных вспышек / 1 / . Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что почти одновремен­ но со вспышками в земной ионосфере наблюдаются примечательные эффекты (внезапное поглощение космического радиоизлучения, замирание коротких радио­ волн, внезапное усиление атмосфериков и изменение частоты радиоволн, отра­ женных от областей Е и F 1 , и др.), которые свидетельствуют о значитель­ ном (вплоть до десятикратного) увеличении электронной концентрации в нижней части ионосферы (в области D ) / 2 / . Оказывается, что солнечные вспышки влияют и на бопее высоколежашие слои ионосферы, в том числе и на область F 2 . Влияние прямого ионизирующего солнечного излучения, в том числе и сол­ нечных вспышек, максимальное на освещенной дневной стороне Земли, ослабе­ вает с возрастанием зенитного солнечного угла, но не исчезает совсем на ночной стороне благодаря отраженному геокороной излучению / 3 / . И з-за боль­ ших значений солнечного зенитного угла в высокоширотной ионосфере, влияние на нее солнечных вспышек считалось незначительным, чем, видимо, и объясня­ ется почти полное отсутствие работ, посвященных количественному исследова­ нию этих вопросов при помощи численного моделирования. Исследования при по­ мощи численного моделирования воздействия солнечных вспышек на среднеши­ ротную ионосферу проводились, например, в работе / 4 / . Нами была предпринята попытка исследовать отклик дневной летней высо­ коширотной ионосферы в Е - и F -слоях на вариации коротковолнового солнеч­ ного излучения во время вспышек при помощи пространственно одномерной не­ стационарной многоионной математической модели / 5 / . Однако пространственно одномерная модель не позволила проследить за широтными изменениями ионно­ го состава во время солнечных вспышек, что представляет определенный инте­ рес. В настоящей работе для исследования отклика высокоширотной ионосферы на изменения коротковолнового солнечного излучения во время вспышек приме­ няются пространственно двухмерная нестационарная многоионная математичес­ кая модель, подробно описанная в / 6 / , позволяющая проследить широтный ход исследуемых параметров высокоширотной ионосферы. Кроме того, расчеты про­ ведены для разных сезонов. + Концентрации пяти сортов положительных ионов О 2 , О , NO + , N + , N 2 находятся как решение системы пяти уравнений неразрывности этих ионов в пространственно двухмерной прямоугольной области U , лежащей в плоскости геомагнитного меридиана 1 2 ч местного геомагнитного времени. Область U считается неподвижной в координатах геомагнитная широта - местное геомаг­ нитное время, простирается от 1 0 0 до 4 2 0 км по высоте и на 1 5 0 0 км от 50