Моделирование F слоя земной ионосферы. Решение уравнений амбиполярной диффузии

Излагается постановка задачи и методы решения системы уравнений глобальной динамической модели F слоя Земной ионосферы (высоты 100–500 км), являющейся вычислительным блоком совместной модели термосферы — ионосферы. В основе модели лежит система уравнений формирования и динамики ионосферы в сферической геомагнитной системе координат в приближении тонкого сферического слоя. Исследованы особенности сформулированной системы уравнений и предложены методы ее решения, в основу которых положен метод расщепления по физическим процессам. В данной работе представлены результаты исследования одного этапа метода расщепления — решения уравнений, описывающих амбиполярную диффузию ионов вдоль магнитных силовых линий и «оседание» ионов в поле силы тяжести, а также плазмохимические преобразования. На основе заданного аналитического решения, качественно правильно описывающего реальное распределение ионов, исследована точность предложенных алгоритмов. Приведены результаты численных экспериментов по изучению чувствительности решения задачи к возмущениям потока ионов на верхней границе сферического слоя.