Модель верхней атмосферы Земли

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
UAM
Тип

Геофизика

Разработчик

Мурманский арктический государственный университет

Операционная система

Windows

Сайт

uamod.wordpress.com

«Модель верхней атмосферы Земли» (англ. Upper Atmosphere Model, UAM) — глобальная математическая модель верхней атмосферы Земли (мезосферы, термосферы, ионосферы, плазмосферы и внутренней магнитосферы).

Модель вычисляет физические параметры верхней атмосферы путём численного интегрирования уравнений, формулирующих основные физические законы для околоземной среды; рассчитывает вариации глобальных распределений параметров верхней атмосферы Земли на высотах от 60 до 100 000 км в зависимости от гелио-геофизических условий (времени суток, сезона, уровней солнечной и магнитной активности и т. п.).

Математические вычисления[править | править код]

Рассчитываемые параметры[править | править код]

Модель рассчитывает следующие параметры верхней атмосферы Земли:

  • Концентрации основных нейтральных (O, O2, N2, H) и заряженных (O2+, NO+, O+, H+, электроны) компонент верхней атмосферы Земли;
  • Температуру нейтрального газа, ионов и электронов;
  • Компоненты векторов скоростей нейтральных и заряженных частиц;
  • Потенциал и компоненты вектора электрического поля.

Метод расчета параметров[править | править код]

В программе используется несколько способов вычислений[1]:

  • В базовом варианте расчеты проводятся путём численного интегрирования квазигидродинамических уравнений, описывающих динамику верхней атмосферы Земли;
  • С использованием ряда эмпирических моделей параметров термосферы, ионосферы и электрических полей или в различных комбинациях теоретических и эмпирических моделей;
  • Путём численного интегрирования нестационарных трехмерных уравнений непрерывности, движения и теплового баланса для нейтрального, ионного и электронного газов совместно с уравнением для потенциала электрического поля;
  • Методы конечных разностей численного интегрирования моделирующих уравнений.

Преимущества[править | править код]

Модель описывает верхнюю атмосферу Земли как единую систему. Основное отличие этой глобальной модели от других состоит в том, что она рассчитывает совместно не только ветры, ионные скорости, плотности и температуры термосферы и ионосферы, но также параметры плазмосферы, высокоширотной внешней ионосферы, внутренней магнитосферы и электрические поля как магнитосферного, так и термосферного (динамо) происхождения.

Модель использует переменные шаги интегрирования по координатам и времени, позволяя варьировать пространственные и временные разрешения.

Применение[править | править код]

  • Исследования физических процессов в околоземном космическом пространстве.
  • Интерпретация геофизических наблюдений.
  • Задачи телерадиокоммуникации и навигации, включающие задачи расчета задержек прохождения сигналов спутников связи и GPS-сигналов.
  • Задачи учёта влияния космической погоды на функционирование космических аппаратов и систем, включающие задачи расчета и коррекции орбит спутников, а также длинных линий энергопередачи.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

Ссылки[править | править код]