аэрономия

АЭРОНОМИЯ (от греч. аеr - воздух и nomos - закон) - раздел науки об атмосфере верхней, в к-ром изучаются природа и механизм возникновения разл. явлений, объясняются их временные вариации и планетарное распределение на основе использования представлений об элементарных физ. и хим. процессах в газах и частично ионизованной плазме. При описании неравновесных состояний А. опирается на ур-ния кинетики, отражающие баланс частиц, энергии и кол-ва движения; при описании движений и волн использует гидродинамику, динамику разреженных газов и магнитную гидродинамику.

Одна из нач. задач, к-рая стояла перед А.,- определение основных элементарных процессов, протекающих на разл. высотах, и выяснение структуры верх. атмосферы, ионосферы и магнитосферы. Первым шагом А. стало объяснение природы озонного слоя и границы между гомосферой и гетеросферой. Объяснение поведения ионосферы основано на теории образования ионосферных слоев, происхождение к-рых обусловлено ионизацией верх. атмосферы коротковолновым УФ-излучением Солнца. Для выяснения природы основной (верхней) части ионосферы наряду с процессами ионизации и рекомбинации использовались процессы амбиполярной диффузии, а для объяснения полученного в масс-спектрометрич. измерениях на ракетах ионного состава - ионно-молекулярные реакции взаимодействия заряженных и нейтральных частиц.

Установлено, что закономерности распределения с высотой и изменения во времени концентрации озона и атомного кислорода определяются как процессами диссоциации O₂ и O₃ солнечным излучением, так и обратными процессами - реакциями взаимодействия с основными и малыми составляющими атмосферы. Существ. роль играют также процессы переноса O₂ и O₃ под действием диффузии, ветров и др. Объяснение хода темп-ры и движений верх. атмосферы и ионосферы требует учёта её нагрева солнечным излучением и корпускулярными потоками, процессов теплопроводности и турбулентности. Механизм формирования в верх. атмосфере потоков сверхтепловых электронов, т. е. фотоэлектронов, возникающих под действием КВ-излучения Солнца, и их переноса между северным и южным полушариями вдоль магн. силовых линий описывается кинетической теорией газов.

Она применяется также для объяснения распределения частиц в экзосфере и в про-тоносфере, образования убегающих частиц и полярного ветра. Развита теория движения энергичных заряж. частиц внутри и вне дипольного геомагн. поля с учётом процессов их образования и уничтожения, объясняющая распределение в пространстве вблизи Земли космич. лучей и радиационных поясов. Большой раздел А. посвящён анализу механизмов свечения верх. атмосферы в дневное, сумеречное и ночное время, в период полярных сияний и т. п. На стыке с физикой магнитосферы в А. исследуются механизмы возникновения волн и низкочастотных излучений, распространения электрич. полей из высоких широт в умеренные, образования дрейфов в ионосфере, токовых слоев внутри и на границе магнитосферы.

Многие вопросы в А. удалось решить благодаря проведению измерений на ракетах и спутниках в верх. атмосфере и осуществлению лаб. исследований различных элементарных взаимодействий нейтральных и заряж. частиц, напр. ионно-молекулярных реакций, взаимодействия с энергичными частицами, плазменных процессов и т. д.

Всё больше обнаруживаются взаимообусловленность и связь разл. явлений (ионосферных, метеорных, оптических, магнитных и пр.) с солнечной активностью. Поэтому перед А. стоит также задача выяснить механизмы влияния солнечной активности на процессы верх. атмосферы, раскрыть природу солнечно-земных связей, дав тем самым основу для построения моделей влияния солнечной активности на нейтральную верх. атмосферу, ионосферу, радиац. поле и др. Стоит также задача разработки методов прогноза "погоды в космосе", т. е. условий в околоземном космич. пространстве.

Влияние солнечной активности на процессы верх. атмосферы проявляется в существовании как 11-летних и 27-дневных вариаций, так и возмущений, связанных с солнечными вспышками и солнечным ветром. При возрастании потока КВ-излучения в период роста солнечной активности или развития вспышки происходит дополнит. ионизация и разогрев, к-рые вызывают возмущения темп-ры и плотности верх, атмосферы, а также возмущения ионосферы. При изменении же солнечных корпускулярных потоков происходят деформации магнитосферы, что приводит к геомагн. возмущениям верх. атмосферы и ионосферы.

Лит.: Николе M., Аэрономия, пер. с англ., M., 1964; Ивановский А., РепневА., Швидковский E., Кинетическая теория верхней атмосферы, Л., 1967; Иванов-Холодный Г. С., Никольский Г. M., Солнце и ионосфера, M., 1969; Бауэр Э., Физика планетных ионосфер, пер. с англ., M., 1976; Уиттен P.-К., Поппов И., Основы аэрономии, пер. с англ., Л., 1977; Кринберг И. А., Кинетика электронов в ионосфере и плазмосфере Земли, M., 1978; Ваnks P. M., Kockarts G., Aeronomy, pt, A, В, N.Y., 1973. Г. С. Иванов-Холодный.

   <<      Предметный указатель      >>