Институт динамики геосфер имени академика М.А. Садовского РАН
Москва, Россия
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова
Москва, Россия
Москва, Россия
В рамках предложенного ранее полуэмпирического метода (Козлов и др., 2022; Козлов, Николайшвили, 2024), представляющего из себя достаточно простую математическую модель (систему из пяти алгебраических уравнений для расчета концентраций первичных и кластерных положительных ионов, первичного и сложных отрицательных ионов, а также электронной плотности), выполнены расчеты аэрономических параметров ионосферы, определяющих поведение области D в условиях повышенного уровня ионизации (солнечные протонные события (СПС) 2–5 ноября 1969 г. и высотный ядерный взрыв (ВЯВ), проведенный в 1962 г.). Детальный анализ полученных значений параметров показал, что результаты расчетов не противоречат общепринятым фотохимическим механизмам, имеющим место в рассматриваемых условиях СПС и ВЯВ. Определены основные тенденции в изменениях этих параметров. Сделан вывод о возможности использования полуэмпирического метода в различных гелиогеофизических условиях и необходимости разработки модели для переходного времени суток (утренних и вечерних сумерек), а также намечены некоторые возможные направления дальнейших исследований.
нижняя ионосфера, запуск ракет, аэрономия, обратная задача
1. Боярчук А.К., Карелин А.В., Широков Р.В. Базовая модель кинетики ионизированной атмосферы. М.: ФГУП «НПП ВНИИЭМ». 2006, 203 с.
2. Журавлева Л.А., Кудрявцев В.П. Нестационарная фотохимическая модель малых составляющих средней атмосферы. Сборник «Динамические процессы в геосферах». М.: ИДГ РАН. 1994, с. 191–204.
3. Зуев В.Е., Комаров В.С. Статистические модели температуры и газовых компонент атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986, 254 с.
4. Козлов С.И. Аэрономия искусственно возмущенных атмосферы и ионосферы Земли. М.: ТОРУС-ПРЕСС, 2021, 268 с.
5. Козлов С.И., Ляхов А.Н. Расчеты фотоотлипания электронов от О– и О2 в области D ионосферы в зависимости от высоты, зенитного угла и активности Солнца. Солнечно-земная физика. 2023, т. 9, № 4, с. 104–107. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-94202312 / Kozlov S.I., Lyakhov A.N. Photodetachment rates for O⁻ and O₂⁻ in the D layer of the ionosphere as function of solar zenith angle and solar activity. Sol.-Terr. Phys. 2023, vol. 9, iss. 4, pp. 95–98.DOI:https://doi.org/10.12737/stp-94202312.
6. Козлов С.И., Николайшвили С.Ш. Полуэмпирический приближенный метод исследования некоторых вопросов аэрономии области D ионосферы. II. Отработка (калибровка) метода по экспериментальным данным. Солнечно-земная физика. 2024, т. 10, № 4, с. 79–90. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-104202409 / Kozlov S.I., Nikolaishvili S.Sh. Semi-empirical method of studying the D-layer aeronomy. II. Evidence-based calibration of the method. Sol.-Terr. Phys. 2024, vol. 10, iss. 4, pp. 72–83. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-104202409.
7. Козлов С.И., Беккер С.З., Ляхов А.Н., Николайшвили С.Ш. Полуэмпирический приближенный метод исследования некоторых вопросов аэрономии области D ионосферы. I. Основные принципы разработки метода и базовые уравнения. Геомагнетизм и аэрономия. 2022, т. 62, № 5, с. 653–660. DOI:https://doi.org/10.31857/S0016794022050078.
8. Мак-Ивен М., Филлипс Л. Химия атмосферы. М.: Мир, 1978, 376 с.
9. Месси Г. Отрицательные ионы. М.: Мир, 1979, 754 с.
10. Митра А.П. Воздействие солнечных вспышек на ионосферу Земли. М.: Мир, 1977, 370 с.
11. Пановский Г.А., Брайер Г.В., Статистические методы в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1972, 244 c.
12. Перов С.П., Хргиан А.Х. Современные проблемы атмосферного озона. Л.: Гидрометеоиздат, 1980, 154 с.
13. Смирнов Б.М. Отрицательные ионы. М.: Атомиздат, 1978, 176 с.
14. Смирнов Б.М. Комплексные ионы. М.: Наука, 1983, 149 с.
15. Смирнова Н.В., Козлов С.И., Власков В.А. Овчинников Н.А. Ионная кинетика, малые нейтральные и возбужденные составляющие в области D с повышенным уровнем ионизации. III. Вариации малых нейтральных и возбужденных составляющих. Космические исследования. 1984, т. 22, № 4, с. 565–571.
16. Gordillo Vazqez F.J. Air plazma kinetics under the influence of sprites. J. Physics D: Applied Phys. 2008, vol. 41, p. 234016. DOI:https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/23/234016.
17. Read G.C. Influence of ionization on the neutral and ionized atmosphere. Dynamical and Chemical Coupling Between the Neutral and Ionized Atmosphere. Boston: D. Reidel Pub Co. 1977, p.101. DOI:https://doi.org/10.1007/978-94-010-1262-1.
18. Saidia L., Belasri A., Baadj S., Harrache Z. Physico-chemical investigation of pulsed discharge in CO2/O2 gas mixture. Plasma Phys. Reps. 2019, vol. 45, no. 5, pp. 501–516. DOI:https://doi.org/10.1134/S1063780X1905009X.
19. Shimazaki T., Laird A.L. Seasonal effects on distributions of minor neutral constituents in the mesosphere and lower thermosphere. Radio Sci. 1972, vol. 7, no. 1, pp. 23–43. DOI:https://doi.org/10.1029/RS007i001p00023.
20. Swider W. Aeronomic aspects of the polar D-region. Space Sci. Rev. 1977, vol. 20, pp. 69–114. DOI:https://doi.org/10.1007/BF02186894.
21. Swider W., Keneshea T.J., Foley C.I. An SPE-disturbed D-region model. Planetary and Space Science. 1978, vol. 26, pp. 883–892. DOI:https://doi.org/10.1016/0032-0633(78)90111-3.
22. Ulwick J.C. (Ed.): Proc. COSPAR Symp. SPE Nov. 1969, AFCRL-72-0474. 1972, 703 p.
23. Van Gaens W., Bogaerts A. Kinetic modelling for an atmospheric pressure argon plasma jet in humid air. J. Physics D: Applied Phys. 2013, vol. 46, p. 275201. DOI:https://doi.org/10.1088/0022-3727/47/7/079502.
24. Whitten R.C., Poppoff I.G., Edmonds R.S., Berning W.W. Effective recombination coefficients in the lower ionosphere. J. Geophys. Res. 1965, vol. 70, iss. 7, p.1737–1742. DOI:https://doi.org/10.1029/JZ070i007p01737.
