Физика

Ионосферные процессы

Поляков В. М., Щепкин Л. А., Казимировский Э. С., Кокоуров В. Д.

год издания — 1968, кол-во страниц — 536, тираж — 1200, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7Б суперобл., масса книги — 730 гр., издательство — Наука. Новосибирск

КНИГА СНЯТА С ПРОДАЖИ

Сохранность книги — хорошая. Суперобл. — плохая

Формат 70x90 1/16

Обширные геофизические исследования, проведённые за последнее десятилетие, дали богатейший материал о структурных параметрах верхней атмосферы Земли и околоземного космического пространства. В связи с этим появилась возможность с новых позиций оценить роль различных процессов в верхних слоях земной атмосферы и, в частности, процессов, управляющих состоянием её ионизированной части.

Обильный и нарастающий поток литературы по этим проблемам требует периодической систематизации и обобщения новых результатов. В связи с этим авторами предпринята попытка упорядоченного изложения результатов исследований, относящихся к физике ионосферы и опубликованных до 1965 г.

Ионосфера простирается от 60 км над поверхностью Земли до очень больших высот. В её пределах отдельные физические параметры газа меняются более чем на 5 порядков. Поэтому авторы считают полезным рассматривать раздельно её верхнюю и нижнюю части, посвятив эту книгу области F.

Более низкие ионосферные слои затрагиваются лишь в незначительной мере в связи с обсуждением процессов образования и движения неоднородностей ионосферной плазмы и общей циркуляции атмосферы.

Область F благодаря связи с магнитосферой наиболее динамична и подвержена интенсивным регулярным и нерегулярным изменениям. Механизм, управляющий её поведением, ещё во многом неясен, хотя новые экспериментальные данные и теоретические исследования несколько уточнили общую картину и позволили заметно продвинуться вперёд по пути создания более полной и непротиворечивой теории.

Ионосфера представляет собою слабо ионизированную низкотемпературную плазму, состояние которой определяется в основном структурой нейтральной газовой среды и излучением Солнца. Поэтому первые две главы посвящены изложению накопленных к настоящему времени сведений о строении нейтральной атмосферы, составе и интенсивности ионизирующей части солнечного излучения и процессах фотоионизации основных атмосферных газов.

В гл. III обобщаются экспериментальные данные о скоростях протекания основных ионосферных реакций, полученные как с помощью лабораторных измерений, так и на основании анализа ионосферных усдовий. Новым является анализ кинетики нейтрализации электронов в нестационарных условиях.

В гл. IV описывается диффузия заряженных частиц в области ионосферы. Особое внимание уделяется высотному распределению электронной плотности, устанавливающемуся под действием падающего потока электронно-ионного газа в стационарных условиях.

В гл. V даётся обзор экспериментальных данных об ионном составе ионосферы выше 100 км и электронной плотности вблизи верхней границы ионосферы. Последние являются основой для выбора граничных условий.

В главе VI на основе некоторых морфологических особенностей слоёв F1 и F2 ионосферы и изложенных в предыдущих главах теоретических соображений рассматриваются условия формирования области F.

К настоящему времени многочисленными исследованиями теоретического и экспериментального характера установлено, что ионосфера представляет собой неоднородную среду. Неоднородности электронной концентрации различного масштаба формируются, рассасываются, участвуют в упорядоченном и хаотическом движениях и присутствуют в той или иной мере всегда, на всех высотах и на всех широтах.

В гл. VII и VIII обсуждаются теории образования и движения неоднородностей ионосферной плазмы, а также экспериментальные методы их изучения. Рассмотрены некоторые результаты измерений параметров неоднородной структуры.

В последней главе обсуждаются вопросы движения неоднородностей в глобальном масштабе и связь динамики ионосферы с динамикой атмосферы в целом.

Гл. I—VI написаны В. М. Поляковым и Л. А. Щепкиным, гл. VII — IX — В. Д. Кокоуровым и Э. С. Казимировским.

Авторы надеются, что книга будет полезной для научных работников и аспирантов, работающих в области физики ионосферы, а также для студентов старших курсов соответствующих специальностей.

Приведенные в книге расчёты и графики выполнены в лаборатории ионосферных исследований СибИЗМИР СО АН СССР. Авторы выражают глубокую благодарность и признательность коллективу лаборатории.

ПРЕДИСЛОВИЕ

П р е д и с л о в и е	3

Г л а в а I. Некоторые модели верхней атмосферы	5

1.1. Введение	5
1.2. Стационарные модели	7
1.2.1. Методы определения атмосферных параметров	7
1.2.2. Структурные параметры атмосферы	9
1.2.3. Температура	13
1.2.4. Плотность и газовый состав атмосферы	18
1.3. Нестационарные модели	32
1.3.1. Суточные вариации атмосферы	32
1.3.2. Изменения в цикле солнечной активности	40
1.3.3. Годовой и полугодовой эффекты в атмосфере	46

Г л а в а II. Ионизационные процессы в верхней атмосфере	50

2.1. Ионообразование в стационарной атмосфере	50
2.1.1. Спектр солнечного ионизирующего излучения	50
2.1.2. Эффективные сечения ионизации и поглощения	56
2.1.3. Структура ионизационной функции в стационарных условиях	60
условиях	60
2.2. Ионообразование в атмосфере с переменной плотностью	85
2.2.1. Влияние суточных изменений атмосферы	85
2.2.2 Сезонные и циклические изменения ионообразования	89

Г л а в а III. Нейтрализация электронно-ионного газа	96

3.1. Ранние представления о механизме рекомбинации в ионосфере	96
3.2. Химические процессы при нейтрализации электронно-ионного газа	104
3.3. Экспериментальное определение скорости диссоциативной
рекомбинации и ионно-молекулярных процессов	109
3.3.1. Лабораторные определения	109
3.3.2. Определение из ионосферных данных	118
3.4. Эффективный коэффициент рекомбинации в стационарных условиях	124
3.5. Кинетика нейтрализации электронно-ионного газа	130

Г л а в а IV. Диффузия заряженных частиц в области F ионосферы	141

4.1. Амбиполярная диффузия электронно-ионного газа	141
4.1.1. Диффузия электронно-ионного газа в амбиполярном приближении	142
4.1.2. Диффузия электронно-ионного газа в однородном
геомагнитном поле	144
4.1.3 Диффузия заряженных частиц в неоднородном геомагнитном поле	154
4.2 Стационарное распределение электронно-ионного газа в ионосфере	159
4.2.1 Распределение электронно-ионного газа в области,
не содержащей источников	160
4.2.2. Влияние ионизационно-рекомбинационных процессов
на вертикальное распределение электронно-ионного газа	165
4.3. Диффузия электронно-ионного газа в нестационарных условиях	178
4.4. Взаимная диффузия положительных ионов в электронно-ионном газе	184
4.5. Связь между ионосферой и протоносферой в условиях
диффузионного равновесия	190

Г л а в а V. Ионный состав и вертикальное распределение заряженных частиц
в области F ионосферы и протоносфере	199

5.1 Ионный состав ионосферы ниже максимума слоя F2	200
5.2 Распределение электронной концентрации в верхней ионосфере	203
5.2.1 Измерения электронной концентрации в геомагнитных координатах	205
5.2.2. Высотные и временные изменения электронной плотности	208
5.3. Ионный состав верхней ионосферы	213

Г л а в а VI. Основные проблемы теории области F ионосферы	221

6.1. Введение	221
6.2. Некоторые морфологические особенности слоя F2	224
6.3. Некоторые морфологические особенности слоя F1	233
6.4. Нестационарная модель слоя F2	248
6.5. Условия образования слоя F2	253
6.6. Условия формирования нижней части области F и слоя F1	259
6.6.1. О теории слоя F1	259
6.6.2. О роля фотоионизации различных газовых составляющих
атмосферы на высотах нижней части области F ионосферы	262
6.6.3. Некоторые пути уточнения теории образования слоя F1	266

Г л а в а VII. Образование и движение неоднородностей ионизации	271

7.1. Введение	271
7.2. Образование неоднородностей	281
7.3. Движение неоднородностей	311

Г л а в а VIII. Экспериментальные методы изучения неоднородной структуры
ионосферы	322

8.1. Явление рассеянных отражений в области F ионосферы	332
8.2. Пространственно-временные закономерности явления
рассеянных отражений	332
8.3. Теоретические основы радиофизических методов
исследования мелкомасштабных неоднородностей	361
8.4. Методы расчёта параметров неоднородной ионосферы	384
8.5. Методика и аппаратура	400
8.6. Некоторые результаты экспериментальных измерений
параметров неоднородной структуры	406

Г л а в а IX. Общая циркуляция на ионосферных уровнях	414

9.1. Основные предпосылки	414
9.2. Характеристика экспериментального материала	425
9.3. Системы ветров в нижней ионосфере	429
9.4. Системы дрейфов в верхней ионосфере	459
9.5. К вопросу о связи динамики ионосферы с динамикой атмосферы в целом	491

Л и т е р а т у р а	500
К главе I	500
К главе II	505
К главе III	507
К главе IV	511
К главе V	515
К главе VI	519
К главе VII	523
К главе VIII	524
К главе IX	529

Книги на ту же тему

Итоги науки и техники: Физика плазмы. Том 4, Шафранов В. Д., ред., 1983
Волновые явления в ионосфере и космической плазме, Гершман Б. Н., Ерухимов Л. М., Яшин Ю. Я., 1984
Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца: Вып. 103. Физика магнитосферы, ионосферы и распространения радиоволн, Жеребцов Г. А., ред., 1995
Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца: Вып. 104. Физика Солнца и космической плазмы, Жеребцов Г. А., ред., 1996
Околоземное космическое пространство: Справочные данные, Джонсон Ф. С., ред., 1966
Радиационные пояса Земли, Шабанский В. П., ред., 1962
Введение в системы космической связи, Крэсснер Г. Н., Михаелс Д. В., 1967
Основы космической электродинамики, Пикельнер С. Б., 1961
Космическая магнитная гидродинамика, Амари Т., Бергер М., Буссе Ф., Велли М., Гессе М., Граппен Р., Гуссенс М., Демулен П., Джардайн М., Джонс К., Манжене А., Прист Э., Роберте Б., Сондерс М., Ферн Д., Хейвартс Ж., Худ А., Хьюа Д., Цинганос К., 1995
Физика планетных ионосфер, Бауэр З., 1976
Известия высших учебных заведений. Радиофизика: Нелинейные волны, 1976
Физические процессы в геосферах: их проявление и взаимодействие. (геофизика сильных возмущениЙ) Сборник научных трудов, Зецер Ю. И., ред., 1999
Вопросы теории плазмы. Выпуск 10, Михайловский А. Б., ред., 1980
Физика плазмы (стационарные процессы в частично ионизованном газе): Учебное пособие для вузов, Синкевич О. А., Стаханов И. П., 1991
Физика химически активной плазмы, Русанов В. Д., Фридман А. А., 1984
Результаты фундаментальных космических исследований в России. 1999—2001. Справочные материалы к национальному докладу, Боярчук А. А., ред., 2004
Результаты фундаментальных космических исследований в России. 1999—2001. Национальный доклад, Боярчук А. А., ред., 2004
Справочник по радиолокационным измерениям, Бартон Д. К., Вард Г. Р., 1976
Медленные атомные столкновения, Никитин Е. Е., Смирнов Б. М., 1990
Химия плазмы. Вып. 10, Смирнов Б. М., ред., 1983

http://knigoprovod.ru

/Наука и Техника/Физика

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему