Научная статья на тему 'Математическое моделирование магнитосферных явлений и их влияния на атмосферу Земли'

Математическое моделирование магнитосферных явлений и их влияния на атмосферу Земли Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
307
86
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МАГНИТОСФЕРА / АТМОСФЕРА / ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ / МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ / MAGNETOSPHERE / ATMOSPHERE / ELECTRIC FIELD / MATHEMATICAL MODEL

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Денисенко В. В., Еркаев Н. В.

Описаны математические модели процессов генерации электрического поля в магнитосфере Земли. Изучены колебания токового слоя магнитосферного хвоста, возникающие при наличии градиентов компонент магнитного поля. Предложена модель электропроводности атмосферы с замыканием токов через ионосферу.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Mathematical simulation of magnetospheric events and their influence on the Earth's atmosphere

Mathematical models for the processes of electric field generation in the Earth's magnetosphere are described. Oscillations of the current sheet in a magnetospheric tail appearing due to gradients of the magnetic fields are studied. A model of the electric currents in the atmosphere is proposed that includes the current closure via the ionosphere.

Текст научной работы на тему «Математическое моделирование магнитосферных явлений и их влияния на атмосферу Земли»

Вычислительные технологии

Том 14, № 6, 2009

Математическое моделирование магнитосферных явлений и их влияния на атмосферу Земли*

В. В. ДЕНИСЕНКО, Н. В. ЕРКАЕВ Учреждение Российской академии наук Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск, Россия e-mail: denisen@icm.krasn.ru, erkaev@icm.krasn.ru

Описаны математические модели процессов генерации электрического поля в магнитосфере Земли. Изучены колебания токового слоя магнитосферного хвоста, возникающие при наличии градиентов компонент магнитного поля. Предложена модель электропроводности атмосферы с замыканием токов через ионосферу.

Ключевые слова: магнитосфера, атмосфера, электрическое поле, математическая модель.

В Институте вычислительного моделирования СО РАН с самого его основания большое внимание уделяется исследованиям в области математического моделирования физических процессов, происходящих в околоземном космическом пространстве. Построены модели таких важнейших процессов как обтекание солнечным ветром области геомагнитного поля [1-3] и генерация электрического поля за счет движения плазмы в хвосте магнитосферы [4]. Созданы модели магнитосферного магнитного поля [5] и ионосферных электрических полей и токов [6]. В основном эти модели предназначены для описания крупномасштабных процессов, для которых применимы уравнения магнитной гидродинамики. При рассмотрении отдельных магнитосферных явлений или объектов используются возможные упрощения: квазистатические приближения, выделение пограничных слоев, переход к двумерным моделям. В большинстве случаев приходится строить решения численными методами и иногда создавать новые численные алгоритмы, такие как многосеточный метод для решения двумерных задач переноса в гиро-тропных и движущихся средах, основанный на энергетических формулировках задач [7, 8].

Состояние высокоширотной ионосферы существенно зависит от физических процессов, протекающих в хвосте магнитосферы. Поэтому математическое моделирование нестационарных процессов в хвосте магнитосферы является важной и актуальной задачей. В работах [9-11] представлена новая модель изгибных магнитогидродинамических колебаний токового слоя магнитосферного хвоста, связанных с градиентами компонент магнитного поля. Такого типа колебания, получившие название флэппинг-колебаний, неоднократно регистрировались космическими аппаратами CLUSTER.

В рамках построенной нами модели [9] проведены детальные исследования модели флэппинг-волн, поведение которых характеризуется произведением градиентов тангенциальной и нормальной компонент (по отношению к плоскости токового слоя) магнит-

* Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты № 07-05-00135 и 09-06-91000) и Программы РАН № 16.3.

© ИВТ СО РАН, 2009.

ного поля магнитосферного хвоста. Флэппинг-волны распространяются вдоль токового слоя в направлении флангов перпендикулярно магнитному полю. Скорость распространения этих волн монотонно убывает с уменьшением длины волны. На рис. 1 показаны частота, групповая и фазовая скорости в зависимости от волнового числа. Частота колебаний монотонно растет с увеличением волнового числа и асимптотически стремится к величине ш>/, определяемой формулой

_ I 1 B * dBz

ш _ у 4пр X ~зХ'

где р — плотность, B* — максимальная тангенциальная компонента магнитного поля (по отношению к токовому слою), Bz — нормальная компонента невозмущенного магнитного поля, А — полутолщина токового слоя, ось x направлена вдоль слоя.

Результаты математического моделирования сравнивались с имеющимися экспериментальными данными спутников CLUSTER. Полученные теоретические значения характерных частот и скоростей распространения флэппинг-колебаний токового слоя магнитосферного хвоста хорошо согласуются с существующими эмпирическими оценками, основанными на данных наблюдений. Расчетные значения скорости распространения изгибных колебаний поперек плазменного слоя магнитосферного хвоста находят-

(1)

Рис. 1. Частота, групповая и фазовая скорость флэппинг-колебаний в зависимости от волнового числа для изгибной (kink — сплошная линия) и симметричной (sausage — штриховая линия) мод колебаний

ся в пределах нескольких десятков километров в секунду. Показано, что токовый слой магнитосферного хвоста становится неустойчивым относительно изгибных деформаций в области локального уменьшения толщины слоя. В этом случае возмущения токового слоя никуда не распространяются, а лишь экспоненциально растут по амплитуде, достигая нелинейной стадии. Такие локальные перетяжки в токовом слое обычно предваряют появление импульсов магнитного пересоединения в хвосте магнитосферы. Нестационарные изгибные деформации плазменного слоя создают альфвеновские волны, которые распространяются вдоль магнитных силовых линий и приносят электромагнитные возмущения в ионосферу Земли. Для описания этих волн разработана соответствующая модель магнитной струны [12].

Флэппинг-колебания токового слоя инициируются ускоренными потоками плазмы, возникающими вследствие импульсных процессов пересоединения магнитных полей в хвосте магнитосферы Земли. Существуют многочисленные экспериментальные подтверждения существования таких потоков. Скорость этих потоков может достигать нескольких сотен километров в секунду. Движущиеся к Земле с большой скоростью плазменные образования возбуждают магнитогидродинамические колебания плазменного слоя большой амплитуды и порождают флэппинг-колебания. В работе [13] представлена аналитико-численная модель пересоединения магнитных полей с учетом эффектов Холла. Показано, что эффекты Холла играют ключевую роль в процессах магнитного пересоединения. Проведено детальное сравнение результатов аналитического магнитогидродинамического моделирования с результатами двумерного численного эксперимента методом "частиц в ячейках", основанным на прямых расчетах движения частиц совместно с решением уравнений Максвелла. Сравнение показало хорошее согласие распределений токов и магнитных полей, полученных на основе обеих моделей.

Принято считать, что магнитное пересоединение инициируется кинетическими плазменными неустойчивостями в токовом слое. Развитие неустойчивостей существенно зависит от вида начальной функции распределения частиц по скоростям. Обычно в теориях неустойчивостей в качестве начальных функции рассматривались распределения Максвелла, являющиеся равновесными для столкновительной плазмы. Однако в последние годы активно развивается теория так называемых каппа-распределений частиц по скоростям, которые более адекватны космической плазме, чем распределения Максвелла. В связи с этим в работе [14] была рассмотрена двухпотоковая плазменная неустойчивость в предположении каппа-функции распределения протонов по скоростям. Изучение влияния плазменных неустойчивостей на процессы магнитного пересоединения, формирование ускоренных потоков плазмы и возбуждение флэппинг-колебаний является предметом дальнейших исследований.

В последние годы в соответствии с общемировой тенденцией мы уделяем большее внимание процессам взаимодействия ионосферы с атмосферой и литосферой. Прикладная направленность моделирования этих процессов обусловлена желанием использовать космические средства для обнаружения предвестников землетрясений. Имеются экспериментальные данные об изменениях электрического поля в приземной атмосфере накануне землетрясений. Покрыть Землю сетью наземных датчиков проблематично, поэтому возник вопрос о возможности судить об этих полях на основе спутниковых измерений в верхних слоях ионосферы.

В ионосфере среда гиротропна, поскольку вектор магнитного поля задает выделенное направление вращения, и проводимость является тензором с. Закон Ома может быть записан отдельно для направления, параллельного вектору магнитной индук-

ции B, и для перпендикулярных компонент векторов плотности тока j и напряженности электрического поля E:

j\\ = a\\E\\, (2)

j± = apE± - an [E± x B]/B, (3)

где ap, an, a\\ — педерсеновская, холловская и продольная проводимости. Для вычисления значений этих компонент тензора проводимости создана модель, представленная в работе [15]. В качестве ее элементов использованы известные, свободно распространяемые эмпирические модели, которые дают пространственные распределения электронной и ионных концентраций IRI, газового состава и температуры MSISE и геомагнитного поля IGRF-10. Реализующие их программы на языке Фортран были взяты на сайте НАСА [16]. На рис. 2 показаны полученные высотные распределения компонент тензора проводимости, типичные для среднеширотной ионосферы выше 90 км.

В атмосфере среда изотропна, поэтому проводимость является скаляром: ap = a\\, an = 0. Ее высотный профиль построен на рис. 2 ниже 60 км в соответствии с эмпирической моделью [17]. В области высот от 60 до 90 км использовались интерполяционные формулы, позволяющие гладко сшить атмосферную и ионосферную модели.

Как видно из рис. 2, в ионосфере проводимость в направлении магнитного поля a\\ на несколько порядков превышает проводимости в перпендикулярных направлениях. Поэтому, как и во многих ионосферных моделях крупномасштабных электрических полей, мы приближенно считаем магнитные силовые линии эквипотенциальными. В таком

10-15 10-1О 10-5 а> См/м 10_1Б 10-Ю 10-5 См/м

Рис. 2. Распределения компонент тензора; проводимости в атмосфере и в ионосфере

случае получается двумерная модель, в которой каждая точка представляет целую силовую линию. Такая ионосфера эквивалентна тонкой проводящей пленке с двумерным законом Ома

л=(£ Iй) Е (4)

где интегральные педерсеновская и холловская проводимости получаются из локальных интегрированием вдоль силовой линии. Если магнитное поле не вертикально, закон Ома сохраняет этот вид в специальных координатах [15].

Используемая упрощенная модель ионосферы позволяет сформулировать для верхней границы атмосферы условие, соответствующее закону сохранения заряда: приходящий из атмосферы ток растекается по ионосфере. Если такой границей считать сферу радиуса т\, то

^ J = Зг\Г=Г1 . (5)

В отличие от этого естественного условия в известной модели, обзор развития которой дан в [18], без обоснований полагается

Зг \Г=Г1 = 0, (6)

и Т1 соответствует высоте 90 км над землей. Точнее говоря, поставлено эквивалентное условие

д Ф

дг

= 0,

Г=Г 1

где Ф — электрический потенциал такой, что напряженность электрического поля

Е = -УФ. (7)

Сравнение с (5) показывает, что условие (6) соответствует нулевым токам в ионосфере, т. е. ионосфере — изолятору, что явно противоречит обратному соотношению проводимостей ионосферы и атмосферы, показанному на рис. 2.

В обсуждаемой модели было предсказано проникновение в ионосферу электрических полей напряженностью до 1 мВ/м, которые сравнимы с обычно существующими полями иного происхождения.

В другой известной модели [19] предложено условие

Фи, =0

и в качестве граничной сферы радиуса т2 выбрана поверхность, лежащая внутри ионосферы на высоте более 150 км над землей. Это условие в силу (7) эквивалентно обращению в нуль касательных к границе компонент электрического поля и описывает границу с идеальным проводником, т. е. проводимость ионосферы выше 150 км полагается бесконечной. Авторами [19] адекватность такого приближения не проанализирована. Наши оценки показывают, что для замыкания полученного ими тока из атмосферы в ионосферу при полученных в области выше 100 км горизонтальных электрических полях проводимость ночной ионосферы должна быть в сотни раз больше, чем она есть.

Таким образом, две известные модели проникновения электрического поля от поверхности Земли до ионосферы приходится считать неудовлетворительными.

В созданной нами модели [20] учтена проводимость ионосферы. При этом использовалась та же модель электропроводности атмосферы, т. е. закон сохранения заряда, который с учетом (2), (3), (7) в изотропной среде имеет вид

—^у (а grad Ф) = 0.

(8)

На нижней границе атмосферы во всех трех моделях задается вертикальная компонента электрического поля, для чего используются некоторые представления, основанные на результатах измерений:

дФ

дг

(9)

г=г 0

В локальных задачах сферичность не существенна, и задача формулируется для плоского слоя с дополнительным условием убывания решения на больших расстояниях.

При тех же наземных полях напряженностью до 100 В/м, что и в модели [18], мы получили на порядки меньшие поля — не более 10 мкВ/м в ночной ионосфере, и еще в сто раз меньшие — в дневной. Величина проникающего поля оказывается примерно обратно пропорциональной интегральной проводимости ионосферы, а днем она на два порядка повышается от ночного уровня.

В настоящее время модель [20] усовершенствована для учета реального распределения проводимости в атмосфере, приведенного в [17], тогда как ранее мы задавали экспоненциальный рост с высотой. Рассмотрена и более реалистичная модель распределения По сути эта функция описывает подземный генератор тока, поскольку нормальная компонента плотности тока аЕ<0(9,^) сохраняет свое значение ниже поверхности Земли. Для локальных явлений, естественно, оба полюса такого генератора должны быть в области, где эти явления происходят, и ни один из них не может быть вынесен на бесконечность. В такой усовершенствованной модели для ионосферы получены еще в несколько раз меньшие электрические поля, проникающие в ионосферу.

На рис. 3 приведены линии тока в атмосфере. Часть тока, замыкающегося через ионосферу, существенно убывает с уменьшением горизонтального размера участка земной поверхности, на котором возникает электрическое поле. В приведенном на рис. 2 случае до ионосферы доходит около 30 % тока, выходящего из-под земли. При увеличении горизонтального размера источника тока вчетверо уже почти весь ток (97 %) течет через атмосферу вверх, где замыкается через хороший проводник, которым является ионосфера. В последнем случае мы получили в ночной ионосфере ионосферные поля не более 2 мкВ/м.

80

г, км

-100

X, км

100

Рис. 3. Линии тока в атмосфере

Выделение полей полученного нами масштаба на фоне всегда существующих в ионосфере полей более 1 мВ/м невозможно. Таким образом, к сожалению, исключена возможность использования спутниковых измерений для оценки наземных электрических полей. Разумеется, это не относится к другим известным механизмам связи приземной атмосферы с ионосферой, которые можно было бы использовать для обнаружения предвестников землетрясений [17].

В рамках рассматриваемого прикладного направления необходим также анализ обратного явления — проникновения ионосферных электрических полей до поверхности Земли, поскольку эти поля могут объяснять часть измеряемых наземных вариаций и после их исключения упростится выделение предвестников землетрясений. Поэтому мы создали комплекс программ для численного решения трехмерной стационарной задачи электропроводности атмосферы [21]. Пространственное распределение электрического потенциала получается как решение смешанной краевой задачи для эллиптического уравнения. Основная сложность задачи обусловлена изменением проводимости в расчетной области в миллионы раз. Для решения этой задачи была построена вариационно-разностная схема, которая получается стандартным образом из условия минимальности значения функционала энергии по узловым значениям кусочно-линейных функций, используемых для аппроксимации энергетического пространства. В созданном алгоритме применяются блочно-структурированные сетки с такой же нумерацией узлов в каждом блоке, как и в параллелепипеде. Каждая ячейка сетки, имеющая восемь вершин, после определения центра ячейки и центров ее шести граней делится естественным способом на 24 тетраэдра. Для решения возникающей системы линейных алгебраических уравнений с симметричной положительно определенной матрицей применяем многосеточный метод Федоренко. Потенциал на верхней границе атмосферы задается как потенциал в ионосфере. Для этого мы использовали модели ионосферных электрических полей, ранее созданные для различных геомагнитных условий [6]. Земля приближенно рассматривалась как идеальный проводник, поскольку проводимости морской воды и влажной почвы существенно превышают проводимость воздуха в приземном слое. Комплекс программ позволяет также решать задачи с иными граничными условиями. Для задания пространственного распределения проводимости были использованы существующие эмпирические модели [17].

В результате моделирования показано, что ионосферные разности потенциалов до 100 кВ, характерные для магнитосферных суббурь, приводят к наземным вариациям вертикальной компоненты электрического поля до 60 В/м. Это весьма существенная поправка к наблюдаемому при хорошей погоде среднему полю около 130 В/м, которое соответствует постоянной разности потенциалов между землей и ионосферой, обусловленной глобальной грозовой активностью. Методическим результатом моделирования является обоснование обычного способа построения вертикального приземного электрического поля в рамках одномерной модели электропроводности атмосферы для полей с достаточно большим горизонтальным масштабом поля. Одномерное приближение можно использовать до высоты 20 км, если горизонтальный масштаб превышает 50 км, и до высоты 50 км при горизонтальном масштабе более 500 км. Масштаб мы понимаем в том же смысле, в котором для функции вт(ж) характерным является изменение аргумента на единицу. Для построения полей в верхней атмосфере решение существенно трехмерной задачи является необходимым, и созданный комплекс программ позволяет это делать. Кроме того, описанный комплекс дает возможность учесть рельеф местности и сложные распределения проводимости в пространстве.

Главным недостатком созданной модели является упрощенный учет слоя, обычно занимающего высоту 80-100 км, где проводимость уже не является изотропной, как в атмосфере, но еще нет подавляющего преобладания проводимости вдоль магнитного поля, характерного для расположенной выше данного слоя основной части ионосферы. Для этого слоя необходимо решать следующие уравнения электропроводности с несимметричным тензором проводимости (2), (3):

¿IV j = <<,

го1 Е = О, Зп |г = д.

(10)

Ненулевая правая часть < в законе сохранения заряда возникает, если учесть заданную скорость движения проводника V, поскольку в законе Ома (3) добавится член, соответствующий переходу в движущуюся систему отсчета проводника и < = — (о^ х В]). Для ионосферы этот эффект важен, так как именно ветрами в рамках динамотеории объясняются основные токи, наблюдаемые в спокойных геомагнитных условиях.

Ненулевая правая часть в уравнении индукции О возникает при решении квазистационарных задач, когда магнитное поле заданным образом изменяется со временем. В этом случае О = —дВ/д£.

Граничное условие (3) эквивалентно (9), поскольку отличается лишь умножением на строго положительную проводимость, но является более содержательным, так как именно нормальная компонента плотности тока j непрерывна при переходе за границу. Вторым основным условием из возможных краевых условий является задание касательных компонент напряженности электрического поля вместо (4):

Ег |г

поскольку они тоже непрерывны при переходе за границу.

Чтобы избежать решения задач с несамосопряженными операторами, которые традиционно получаются для электрического потенциала, задачу (2), (3), (11) целесообразно решать в рамках энергетической формулировки [7]. В соответствии с энергетическим методом [22] в [7] был построен функционал энергии

ж р)=2

F р

F р

— + Р*О) dQ + Fg/aodГ,

(11)

который рассматривается на множестве пар гладких функций F, Р, удовлетворяющих условиям

Fdtt = 0, Рг|г = 0.

(12)

Квадратными скобками в (11) и ниже обозначена симметричная билинейная форма, определяющая энергетическое скалярное произведение:

grad и

го1 V

—2 о Бо*

о,

1

--Бо*

оо

F Р

--оБ

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

оо

Б

grad F го1 Р

\

+ V Р

dQ.

/

Здесь положительная константа a0 и симметричная равномерно положительно определенная матричная функция S используются для улучшения обусловленности возникающих при численном решении задачи систем линейных алгебраических уравнений.

Полученные в результате минимизации функционала энергии функции F, P позволяют построить решение исходной задачи по формуле

E = -—Sa*grad F + S rot P. Условием минимума является выполнение уравнений

div (--2aSa*gradF +--SrotP ) = Q/a0,

V aö a0 J

(13)

rot —Sa*grad F + S rot P^ = G.

Еще одно следствие минимальности значения функционала энергии —

div P = 0.

В пространстве функций, удовлетворяющих этому условию и (12), оператор системы (14) является симметричным, положительно определенным и сопряженно факторизо-ванным, что существенно упрощает численное решение задачи по сравнению с традиционной формулировкой задач с несамосопряженными операторами для электрического потенциала.

Для задания проводимости в рассматриваемом слое нижней ионосферы, где существенна гиротропия, может быть использована модель [15], основанная на известных эмпирических моделях пространственно-временных распределений параметров ионосферы. Модель электропроводности этого слоя нижней части ионосферы будет частью общей модели, поскольку целесообразно провести декомпозицию всей области на три части, в двух из которых возможны существенные упрощения: за счет изотропии — в атмосфере, и за счет подавляющего преобладания проводимости вдоль магнитного поля — в основной части ионосферы. Достаточно эффективные численные реализации этих двух упрощенных моделей нами уже созданы.

Атмосферная часть задачи существенно проще, поскольку тензор проводимости a становится изотропным. Достаточно его симметрии, чтобы задача расщепилась на две независимые задачи для F и P. При нулевой правой части G решением второй задачи является P = 0. Функция F становится электрическим потенциалом, и получающееся из (14) уравнение для F совпадает с (8). Соответственно и используемый для решения этой задачи энергетический метод, кратко описанный выше, является частным и существенно более простым случаем минимизации функционала энергии (11).

Задача для основной части ионосферы сводится к двумерной и для нее энергетический подход реализуется в виде многосеточного метода [8].

Список литературы

[1] Денисенко В.В., Еркаев Н.В., Китаев А.В., МАТВЕЕНКОВ И.Т. Математическое моделирование магнитосферных процессов. Новосибирск: Наука, 1992.

[2] Еркаев Н.В. Обтекание солнечным ветром магнитосферы. М.: Междуведомств. геофиз. комитет АН СССР, 1989. 127 с.

[3] Erkaey N.V., Mezentsev A.V., Biernat H.K. Influence of the interplanetary magnetic field on the solar wind flow about planetary obstacles // Space Science Rev. 2006. Vol. 122. P. 209-219.

[4] Денисенко В.В., Замай С.С., Китаев А.В. Влияние вязкого трения между солнечным ветром и плазменным слоем на генерацию электрического поля в магнитосфере // Геомагнетизм и аэрономия. 2003. Т. 43, № 6. С. 730-736.

[5] Denisenko V.V., Biernat H.K., Erkaey N.V., Semenov V.S. Mathematical model of magnetic field perturbations by currents in the Earth's magnetosphere // Planetary Radio Emissions VI / Eds. H.O. Rucker, W.S. Kurth, G. Mann. Vienna: Austrian Acad. Sci. Press, 2006. P. 309-316.

[6] Denisenko V.V., Zamay S.S. Electric field in the equatorial ionosphere // Planetary and Space Science. 1992. Vol. 40, N 7. P. 941-952.

[7] Денисенко В.В. Энергетический метод для трехмерных эллиптических уравнений с несимметричными тензорными коэффициентами // Сиб. мат. журн. 1997. Т. 38, № 6. С. 1267-1281.

[8] Денисенко В.В. Энергетические методы для эллиптических уравнений с несимметричными коэффициентами. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1995. 204 с.

[9] Erkaey N.V., Semenov V.S., Biernat H.K. Magnetic double-gradient instability and flapping waves in a current sheet // Phys. Rev. Lett. 2007. Vol. 99. P. 235003.

[10] Erkaey N.V., Semenov V.S., Biernat H.K. Magnetic double gradient mechanism for flapping oscillations of a current sheet // Geophys. Res. Lett. 2008. Vol. 35, N L02111. doi:10.1029/2007GL032277.

[11] Erkaey N.V., Semenov V.S., Kübyshkin I.V. et al. MHD aspect of current sheet oscillations related to magnetic field gradients // Ann. Geophys. 2009. Vol. 27. P. 417-425.

[12] Еркаев Н.В., Шайдуров А.В. Модель магнитной струны для расчета колебаний тонких магнитных трубок // Вычисл. технологии. 2006. Т. 11, № 3. С. 73-89.

[13] Semenov V., Korovinskiy D., Divin A. et al. Collisionless magnetic reconnection: analytical model and PIC simulation comparison // Ann. Geophys. 2009. Vol. 27. P. 905-911.

[14] Langmayr D., Biernat H.K., Erkaey N.V. Influence of kappa-distributed ions on the two-stream instability // Phys. Plasmas. 2005. Vol. 12. P. 102103.

[15] Denisenko V.V., Biernat H.K., Mezentsev A.V. et al. Modification of conductivity due to acceleration of the ionospheric medium // Ann. Geophys. 2008. Vol. 26. P. 2111-2130.

[16] Models Distribution and Staging Directory. National Space Science Data Center. NASA. http: nssdcftp.gsfc.nasa.gov

[17] Molchanov O., Hayakawa M. Seismo-electromagnetics and Related Phenomena: History and Latest Results. Tokyo: TERRAPUB, 2008.

[18] Pulinets S.A., Legen'ka A.D., Gaivoronskaya T.V., Depuev V.Kh. Main phenomenological features of ionospheric precursors of strong Earthquakes //J. Atmosph. and Solar-Terrestrial Phys. 2003. Vol. 65. P. 1337-1347.

[19] Grimalsky V.V., Hayakawa M., Ivchenko V.N. et al. Penetration of an electrostatic field from the lithosphere into the ionosphere and its effect on the D-region before earthquakes // Ibid. 2003. Vol. 65. P. 391-407.

[20] Denisenko V.V., Boudjada M.Y., Horn M. et al. Ionospheric conductivity effects on electrostatic field penetration into the ionosphere. // Natural Hazards and Earth System Sci. J. 2008. Vol. 8. P. 1009-1017.

[21] Денисенко В.В., Бычков В.В., Помозов Е.В. Расчет атмосферных электрических полей, проникающих из ионосферы // Солнечно-земная физика: Сб. науч. тр. / РАН. Сиб. отд-ние. Ин-т солнечно-земной физики. 2008. Т. 2, вып. 12. С. 281-283.

[22] Михлин С.Г. Вариационные методы в математической физике. М.: Гостехиздат. 1957.

Поступила в редакцию 9 ноября 2009 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.