Верхняя атмосфера и солнечно-земные связи

Автор(ы):Харгривс Дж. К.
09.02.2010
Год изд.:1982
Описание: Книга посвящена верхней атмосфере Земли и околоземному космическому пространству — объектам, которыми профессионально или по-дилетантски интересуются многие специалисты. Речь идет о систематическом изложении современных (на уровне 1977 г.) воззрений на строение и физику внешней части воздушной и магнитной оболочки Земли, куда входят термосфера, мезосфера, ионосфера, плазмосфера, а также сложный комплекс объектов и явлений, именуемый магнитосферой. Автор — известный специалист в области физики магнитосферы и верхней атмосферы высоких широт. Книга основана на прочитанном им в Ланкастерском университете (США) цикле лекций, причем автор не ограничивается систематизацией имеющихся сведений о рассматриваемых «сферах», а старается показать (в большинстве случаев — успешно), как их существование и поведение вытекают из фундаментальных физических законов.
Оглавление: Список условных обозначений [9]
Предисловие редактора перевода [11]
Предисловие [15]
1. ХАРАКТЕР СРЕДЫ [18]
  1.1. Введение [18]
  1.2. Основные характеристики верхней атмосферы [18]
    1.2.1. Разреженный газ [19]
    1.2.2. Ионизация [19]
    1.2.3. Фотохимия [20]
    1.2.4. Нагревание [20]
    1.2.5. Состав верхней атмосферы [20]
    1.2.6. Геомагнитное поле [20]
    1.2.7. Солнечная активность [20]
  1.3. Терминология [21]
2. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ [22]
  2.1. Единицы измерений и некоторые основные величины [22]
  2.2. Аспекты кинетической теории [25]
    2.2.1. Газовые законы и уравнения непрерывности [25]
    2.2.2. Тепловое равновесие [27]
    2.2.3. Столкновения [27]
    2.2.4. Диффузия [29]
  2.3. Некоторые свойства плазмы в магнитном поле [30]
    2.3.1. Плотность энергии электрического и магнитного полей [30]
    2.3.2. Гирочастота [31]
    2.3.3. Бетатронное ускорение [32]
    2.3.4. Плазменная частота [32]
    2.3.5. Дебаевская длина [33]
    2.3.6. Вмороженное поле [34]
    2.3.7. Ускорение Ферми [36]
  2.4. Волны в плазме [36]
    2.4.1. Коэффициент преломления и фазовая скорость [37]
    2.4.2. Поляризация [38]
    2.4.3. Групповая скорость [39]
    2.4.4. Энергия воли [41]
    2.4.5. Электромагнитные волны в ионизированной среде [41]
    2.4.6. Гидромагнитные и магнитозвуковые волны [43]
  Список рекомендуемой литературы [44]
3. МЕТОДЫ НАБЛЮДЕНИЙ [45]
  3.1. Измерения в верхней атмосфере — прямые, косвенные и дистанционные [45]
  3.2. Прямые методы изучения нейтральной атмосферы [46]
  3.3. Прямые методы для исследования ионизированной компоненты [47]
    3.3.1. Зоид Лэнгмюра и аналогичные приборы [48]
    3.3.2. Импедансные и резонансные зонды [50]
    3.3.3. Масс-спектрометры [51]
  3.4. Детекторы энергичных частиц и излучений [53]
    3.4.1. Энергичные частицы [53]
    3.4.2. Электромагнитное излучение [53]
    3.4.3. Постоянные магнитные и электрические поля [53]
  3.5. Торможение спутников и аналогичные методы [54]
  3.6. Дистанционное зондирование нейтральной атмосферы [57]
    3.6.1. Распространение звуковых волн [57]
    3.6.2. Распространение света [57]
    3.6.3. Дистанционное измерение температуры [58]
  3.7. Дистанционное радиозондирование [59]
    3.7.1. Ионосферное зондирование [59]
    3.7.2. Метод частичных отражений и ОНЧ распространение [64]
    3.7.3. Распространение радиоволн в ионосфере [66]
    3.7.4. Некогерентное рассеяние [70]
    3.7.5. Свисты [74]
    3.7.6. Заключение [75]
  Список рекомендуемой литературы [76]
4. ВЕРТИКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА НЕВОЗМУЩЕННОЙ ВЕРХНЕЙ АТМОСФЕРЫ [77]
  4.1. Нейтральная атмосфера [77]
    4.1.1. Терминология [77]
    4.1.2. Гидростатическое (барометрическое) уравнение [79]
    4.1.3. Экзосфера [80]
    4.1.4. Тепловое равновесие и температурный профиль верхней атмосферы [81]
    4.1.5. Состав атмосферы [83]
  4.2. Ионизованный газ — физическая аэрономия [86]
    4.2.1. Чепменовская функция ионообразования [87]
    4.2.2. Законы рекомбинации [90]
    4.2.3. Вертикальный перенос [92]
  4.3. Ионизованный газ — химическая аэрономия [94]
    4.3.1. Основные фотохимические соотношения [94]
    4.3.2. Области Е и F1 [97]
    4.3.3. Область F2 [99]
    4.3.4. D-область [102]
    4.3.5. Свечение атмосферы [107]
  4.4. Электрическая проводимость верхней атмосферы [110]
    4.4.1. Движение заряженных частиц в магнитном поле [110]
    4.4.2. Эффекты нейтрального ветра [113]
    4.4.3. Эффекты электрического поля [114]
    4.4.4 Полная проводимость [115]
  Список рекомендуемой литературы [118]
5. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ И ВРЕМЕННАЯ СТРУКТУРА ИОНОСФЕРЫ [119]
  5.1. Введение [119]
  5.2. Суточные и сезонные вариации на средних широтах [119]
    5.2.1. E-область [119]
    5.2.2. Область F1 [122]
    5.2.3. D-область [122]
    5.2.4. Область F2 [124]
    5.2.5. Вариации параметров нейтральной атмосферы [129]
  5.3. Эффекты, связанные с циклом солнечной активности [129]
  5.4. Широтные вариации [131]
    5.4.1. Экваториальная ионосфера [131]
    5.4.2. Полярная ионосфера [133]
  5.5. Солнечные затмения [136]
  5.6. Заключение [138]
  Список рекомендуемой литературы [136]
6. ВЕТРЫ, ТОКИ, НЕОДНОРОДНОСТИ И ВОЛНЫ [140]
  6.1. Введение [140]
  6.2. Мелкомасштабные неоднородности [140]
    6.2.1. Дифракция радиоволн на мелкомасштабных неоднородностях [140]
    6.2.2. Результаты радионаблюдений [145]
    6.2.3. Другие данные о природе мелкомасштабных ионосферных неоднородностей [147]
  6.3. Петры [149]
    6.3.1. Методы наблюдений [149]
    6.3.2. Преобладающие ветры в стратосфере и мезосфере [153]
    6.3.3. Приливы [155]
  6.4. Электрические токи и дрейфы плазмы [159]
    6 4.1. Генерация [159]
    6.4.2. Sq-токовые системы [160]
    6.4.3. Дрейфы в области F [161]
    6.4.4. Взаимодействие инов и нейтралов [163]
  6.5. Распространяющиеся атмосферные волны [164]
    6.5.1. Теория акустико-гравитационных волн [164]
    6.5.2. Наблюдения за гравитационными волнами [169]
    6.5.3. Акустические волны в верхней атмосфере [171]
  Список рекомендуемой литературы [172]
7. СТРУКТУРА МАГНИТОСФЕРЫ [173]
  7.1. Введение [173]
  7.2. Солнце как источник излучения [174]
    7.2.1. Число солнечных пятен и 11-летний цикл солнечной активности [174]
    7.2.2. Солнечные вспышки [175]
    7.2.3. Радиоизлучение Солнца [176]
  7.3. Солнечный ветер [178]
    7.3.1. История вопроса [178]
    7.3.2. Теория солнечного ветра [179]
    7.3.3. Наблюдаемые характеристики солнечного ветра [180]
    7.3.4. Межпланетное магнитное поле и его секторная структура [181]
  7.4. Геомагнитная полость [184]
    7.4.1. Геомагнитное поле вблизи Земли [184]
    7.4.2. Образование полости [186]
    7.4.3. Магнитопауза [187]
    7.4.4. Полярные клефты [189]
    7.4.5. Ударная волна и переходный слой [190]
    7.4.6. Хвост магнитосферы [191]
  7.5. Плазма в магнитосфере [193]
    7.5.1. Плазмосфера [193]
    7.5.2. Низкоэнергичная плазма и плазменный слон [196]
  7.6. Частицы радиационных поясов [197]
    7.6.1. Теория захвата и адиабатические инварианты [197]
    7.6.2. Наблюдения частиц радиационных поясов [202]
    7.6.3. Механизмы образования и потерь частиц [204]
  Список рекомендуемой литературы [205]
8. ДИНАМИКА МАГНИТОСФЕРЫ И СУББУРЯ [207]
  8.1. Циркуляция в магнитосфере [207]
    8.1.1. Модель Аксфорда и Хайнса [207]
    8.1.2. Пересоединение с межпланетным магнитным полем [209]
    8.1.3. Магнитосфера как МГД генератор [210]
    8.1.4. Слияние поля в нейтральном слое [212]
    8.1.5. Динамика плазмосферы [212]
  8.2. Суббури и авроральные явления [216]
    8.2.1. Видимое полярное сияние [216]
    8.2.2. Современные представления об авроральных явлениях [221]
    8.2.3. Прямые наблюдения авроральных частиц [230]
    8.2.4. Эффекты энергичных электронов в атмосфере [232]
    8.2.5. Авроральная суббуря [236]
    8.2.6. Суббуря в магнитосфере [238]
  8.3. Системы магнитосферных токов [240]
    8.3.1. Поперечные токи в хвосте магнитосферы [240]
    8.3.2. Токи Биркеланда [241]
    8.3.3. Электроджеты [243]
    8.3.4. Кольцевые токи [245]
    8.3.5. Токи в периоды суббурь [247]
  Список рекомендуемой литературы [249]
9. ВОЛНЫ В МАГНИТОСФЕРЕ [251]
  9.1. Распространение волн в магнитосфере [251]
    9.1.1. ОНЧ — свистовая мода [251]
    9.1.2. Ионно-циклотронные волны [252]
    9.1.3. Альвеновские волны [254]
  9.2. Возбуждение волн магнитосферными частицами [254]
  9.3. Наблюдение волн в магнитосфере [257]
    9.3.1. ОНЧ излучение [257]
    9.3.2. Микропульсации [258]
  9.4. Корпускулярно-волновое взаимодействие [264]
    9.4.1. Высыпание частиц, вызванное ОНЧ излучением [264]
    9.4.2. Циклотронная резонансная неустойчивость [266]
    9.4.3. Электростатические волны [270]
    9.4.4. Аномальное сопротивление [270]
  Список рекомендуемой литературы [272]
10. СОЛНЕЧНЫЕ ВСПЫШКИ И СОЛНЕЧНЫЕ ПРОТОНЫ [273]
  10.1. Солнечные вспышки [273]
  10.2. Ионосферные эффекты электромагнитного излучения от вспышки [275]
  10.3. Вторжение солнечных протонов [279]
    10.3.1. Частота появления и образования потока солнечных протонов [280]
    10.3.2. Распространение протонов от Солнца до Земли [281]
    10.3.3. Атмосферные эффекты солнечных протонов [287]
  Список рекомендуемой литературы [299]
11. БУРИ И ДРУГИЕ ВИДЫ ВОЗМУЩЕНИЯ [291]
  11.1. Введение [291]
  11.2. Ионосферная буря в области F [291]
    11.2.1. Наблюдения [291]
    11.2.2. Теории [296]
  11.3. Эффект бури в области D [299]
  11.4. Зимняя аномалия поглощения радиоволн [301]
    11.4.1. Наблюдения [301]
    11.4.2. Связь поглощения радиоволн со стратосферными потеплениями [304]
    11.4.3. Связь зимней аномалии с геофизической активностью [307]
  11.5. Солнечная активность и погода в тропосфере [308]
    11.5.1. Введение [308]
    11.5.2. Солнечный цикл и погода [309]
    11.5.3. Долгопериодические изменения климата [314]
    11.5.4. Солнечный ветер, геомагнитные бури и развитие ложбин [316]
    11.5.5. Механизмы солнечно-погодных связей [319]
  Список рекомендуемой литературы [324]
12. НЕКОТОРЫЕ ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЕРХНЕЙ АТМОСФЕРЫ [325]
  12.1. Наука и техника в приложении к верхней атмосфере [325]
  12.2. Прогнозы условий распространения радиоволн [326]
  12.3. Глобальные системы навигации и международная служба времени [330]
  12.4. Прогноз солнечной активности и геофизических возмущений [334]
    12.4.1. Использование данных [334]
    12.4.2. Служба космического пространства [336]
    12.4.3. Контроль космического пространства [340]
  12.5. Службы гелиогеофизических данных [342]
  Список рекомендуемой литературы [344]
Вопросы [345]
Предметный указатель [350]
Формат: djvu
Размер:3236815 байт
Язык:РУС
Рейтинг: 257 Рейтинг
Открыть: