Особенности сумеречной и ночной ионизации Е-области в средних широтах
Автор(ы): Дышлевский С. В.
Аннотация
Исследовано влияние параметров нейтральной атмосферы на поле ионизирующего излучения и электронную концентрацию в Е-области ионосферы в сумеречных и ночных условиях в зависимости от сезона и солнечной активности. Проведен анализ источников ионизации Е-области ионосферы в сумеречных и ночных условиях. Потоки радиации рассчитывались на основании модели переноса излучения в сферической атмосфере, учитывающей кратные эффекты рассеяния. Модель применялась ранее автором для расчета потоков прямого и рассеянного излучения в D-области ионосферы. Как и ожидалось, основной вклад в ионизацию Е-области ионосферы в сумеречных и ночных условиях оказывает рассеянное излучение в дальнем ультрафиолете в наиболее интенсивных линиях излучения водорода Лайман-альфа (L?) и Лайман-бета (L?). Излучение в линии L? на высотах 100?120 км является основным ионизирующим агентом в спокойных гелиогеофизических условиях при сравнительно малых углах погружения Солнца (~10°), что согласуется с выводами других исследователей. Однако при дальнейшем увеличении угла погружения Солнца и в условиях повышенной солнечной активности вклад излучения в линии L? в поле излучения становится не только сопоставим с вкладом в линии L?, но может существенно превышать его. Вклад излучения звёзд в поле ультрафиолетовой радиации, согласно расчетам, оказался незначительным, и в случае максимальной засветки от наиболее ярких областей звёздного неба не превышает ~5% от вклада суммарного излучениях в линиях L? и L?. Результаты расчётов удовлетворительно согласуются с существующими моделями ионосферы, в частности, с моделью IRI-2016.
Ключевые слова: МАматематическое моделирование, перенос излучения, линия Лайман-альфа, линия Лайман-бета, E-область ионосферы
Specific features of twilight and nighttime ionization in the E-region of the ionosphere in midlatitudes
Author(s): Dyshlevsky S. V.
Abstract
The effect of the neutral atmosphere parameters on the ionizing radiation field and electronic concentration in the E-region of the ionosphere in the twilight and nighttime conditions for the summer and winters seasons and high and low solar activity is investigated. The analysis of the ionization sources in the E-region in the twilight and nighttime conditions is carried out. The solar radiation fluxes were calculated by the modified transfer radiation model which included the multiple scattering effects. This model was applied earlier for the calculations of the direct and scattered radiation fluxes in the D-region of the ionosphere. As expected the dominating contribution to the E-region ionization in the twilight and nighttime conditions was related to the scattered radiation in the XUV spectral range in two most intensive hydrogen lines: Lyman-alpha (L?) and Lyman-beta (L?). The radiation in the L? line is the main source of the ionization at the altitudes 100?120 km in the calm heliogeophysical conditions and rather small solar depression angles (~10°) which is in accordance with other researchers? results. However, with the further solar depression angle rise and under the conditions of high solar activity the contribution of the scattered radiation in the L? line in the total radiation flux becomes not only comparable with that of in the L? line but also exceeds it. According to calculations the contribution of the stellar light in the E-region ionization is insignificant and even in a case of the maximal illumination from the brightest regions of the stellar sky it does not exceed ~5% of the total radiation field from both L? and L? fluxes. The obtained results are in agreement with the existing models of the ionosphere, including IRI-2016 model.
Keywords: mathematical modeling, radiation transfer, Lyman-alpha line, Lyman-beta line, ionospheric Е-region
Скачать статью «Особенности сумеречной и ночной ионизации Е-области в средних широтах»