Моделирование F-области высокоширотной ионосферы (обзор)
Автор(ы): Лукьянова Р. Ю., Мерзлый А. М.
Аннотация
Изменчивость параметров высокоширотной ионосферы и ее зависимость от внешних условий – солнечного ветра и межпланетного магнитного поля, критически усложняют задачу построения моделей для этой области. Представлен обзор моделей, используемых в настоящее время для определения структуры крупномасштабных неоднородностей высокоширотной F-области. Рассмотрены модели, основанные на эмпирическом и теоретических подходах. К первой группе относятся международная эталонная модель IRI в ее базовой версии и модификациях IRI-RTAM и IRI-STORM, эмпирическая канадская модель арктической ионосферы E-CHAIM в модификации E-CHAIM Storm и E-CHAIM Precipitation, полуэмпирическая модель GDMF2. Эффективность использования численных (физико-математических) моделей в значительной степени определяется точностью учёта физических и химических процессов в уравнениях этих моделей. Возможности регионального моделирования рассмотрены на примере модели PFIM, в которой прямо учитывается дрейф плазменных трубок под действием электрических полей магнитосферной конвекции. Приведены примеры результатов моделирования. Показано, что существующие на данный момент модели имеют те или иные проблемы с воспроизведением реалистичной картины F-области высокоширотной ионосферы, пригодной для оперативной диагностики и прогноза.
Ключевые слова: высокоширотная ионосфера, моделирование, эмпирические и численные модели
Modeling of the F-region of the high-latitude ionosphere (review)
Author(s): Lukianova R.Yu., Merzlyi A.M.
Abstract
The variability of the parameters in the high-latitude ionosphere and its dependence on external drivers – solar wind and interplanetary magnetic field – critically complicate the task of modeling of this region. A review of the models that may be used to determine the structure of large-scale irregularities in the high-latitude F region is presented. Models based on empirical and theoretical approaches are considered. The first group includes the international reference ionosphere (IRI) model in its basic version and modifications IRI-RTAM and IRI-STORM; the empirical Canadian model of the Arctic ionosphere E-CHAIM and its modification E-CHAIM Storm and E-CHAIM Precipitation, and the semi-empirical model GDMF2. The effectiveness of numerical (theoretical) models largely depends on the accuracy of the accounting physical and chemical processes in the equations of the models. The prospects of regional modeling are considered using the example of the PFIM model, which directly takes into account the convective drift of plasma tubes under the influence of electric fields of magnetospheric origin. Examples of simulation results are given. It is shown that all existing models have certain problems with reproducing a realistic picture of the F-region of the high-latitude ionosphere, suitable for operational diagnostics and forecast.
Keywords: high-latitude ionosphere, modeling, empirical and numerical models
Скачать статью «Моделирование F-области высокоширотной ионосферы (обзор)»