Таким образом, разработанная в России
(Калининграде и Мурманске) глобальная
численная модель верхней атмосферы в отличие
от современных западных моделей не приводит к
противоречиям со спутниковыми данными и
эмпирическими моделями вариаций газового
состава термосферы во время магнитных бурь. Она
демонстрирует в согласии с наблюдениями наличие
довольно резкой экваториальной границы у
высокоширотных зон верхней атмосферы,
обогащённых тяжёлыми молекулярными газовыми
компонентами, и не выявляет значительных
изменений состава в низких широтах.
Следовательно, существующие на этих широтах
положительные ионосферные возмущения не могут
быть приписаны влиянию вариаций газового
состава термосферы.
Наши расчёты убедительно
свидетельствуют о том, что главным фактором
формирования положительных ионосферных
возмущений являются термосферные ветры, дующие
из высоких широт. Эти ветры поднимают
ионосферную плазму в средних широтах на высоты,
где рекомбинация плазмы замедляется и,
соответственно, её плотность увеличивается. С
переходом к низким широтам плазма
"сгребается" ветрами к экватору, что также
увеличивает её плотность.
Каждая магнитная буря состоит обычно
из последовательности суббурь - взрывообразных
возмущений геомагнитного поля, развивающихся в
магнитосферном "хвосте". Моделирование
глобальных ионосферных и термосферных эффектов
геомагнитных суббурь выполнялось в ряде работ
(Намгаладзе и др. 1996; Волков и Намгаладзе, 1996),
однако многие аспекты этих явлений остаются
исследованными недостаточно.
Отчасти это связано с необходимостью
дальнейшего повышения пространственного и
временного разрешения модели, добиться
которого можно не только за счёт использования
более высокопроизводительной компьютерной
техники, но и за счёт оптимизации численных
методов решения моделирующих уравнений,
вычислительных алгоритмов и программ модели. Это
направление исследований в компьютерном
моделировании верхней атмосферы развито ещё
далеко недостаточно. Оно требует проведения
огромного количества численных экспериментов,
в которых варьируются способы разностной
аппроксимации и параметры вычислительных схем
(шаги интегрирования по пространству и времени,
число и порядок итераций разного типа и т.д., и
т.п.).
Анализ численных результатов
моделирования процессов, развивающихся в
верхней атмосфере Земли, невозможен без должной визуализации
результатов расчётов и наблюдений с
использованием современных средств
компьютерной графики, разработка которых
является составной частью моделирования. Всё это
вместе превращает процесс исследования
околоземной космической среды в
увлекательнейшее занятие, в котором физика,
математика и информатика выливаются в конечном
итоге в цветовую симфонию на экране монитора
компьютера - цветную кинокартину бурь в
околоземном космическом пространстве.
Исследования, результаты которых
изложены в настоящей статье, были поддержаны
грантами РФФИ NN 94-05-17321, 95-05-14505, 96-05-03493, 98-05-64145.
далее>>
|
