Информационная система "Конференции"

Тезисы докладов

Одним из методов исследования свойств верхней атмосферы и открытого космического пространства являются искусственные облака (ИО), которые создаются при газодинамическом разлете продуктов теплового взрыва и инжекциях струй. Проводят выбросы различных веществ, в том числе щелочных и щелочноземельных элементов, из которых чаще всего применяется барий, так как его наиболее сильные спектральные линии относятся к видимой части спектра. Полученное таким путем бариевое облако подвергается воздействию солнечной радиации, благодаря чему развиваются ионизация атомов, возбуждение атомов и ионов и свечение облака в атомных и ионных спектральных линиях. Наблюдения за ИО, как правило, ведутся оптическими средствами, регистрируя испускаемое ими излучение. При этом отслеживается траектория их движения, изменение формы, стратификация и т. д. На основе анализа полученных данных определяют значения электромагнитного поля Земли, направление и силу высокоширотных ветров, коэффициенты диффузии некоторых веществ и другие характеристики среды. Очевидно, что точность и надежность полученных данных зависит от интерпретации радиационных процессов в ИО. Поэтому построение физических моделей, адекватно описывающих радиационные процессы в бариевых ИО, является актуальной задачей.

В данной работе на основе реальных энергетических структур атома и иона бария и зависимости интенсивности солнечного излучения от частоты построены многоуровневые модели атома и иона бария. Анализ физической ситуации, в которой возникают ИО, позволил сформулировать физико-математическую модель исследуемого процесса. Она базируется на следующих допущениях:

1. не учитывается газодинамическая стадия разлета вещества из-за большого различия характерных времен фотоионизации и газодинамического формирования облака;
2. используется стационарное уравнение переноса излучения, так как временя распространения света в среде много меньше характерного времени изменения ее параметров;
3. применяется полное частотное перераспределение по частотам;
4. индикатриса рассеяния для отдельной частицы (атома или иона) является сферической;
5. форма линии поглощения описывается доплеровским контуром;
6. начальное распределение вещества по объему - однородное.

Модель и алгоритм позволили рассчитать пространственно временную картину возбуждения и ионизации сферического бариевого облака под действием солнечного света. Кроме того, получить частотно угловые и пространственно временные характеристики поля свечения ИО. Численные результаты верно описывают наблюдаемую в эксперименте цветовую окраску диска и их сравнение с экспериментальными данными дают хорошее качественное согласие по динамике свечения атомных и ионных линий.

Основные результаты:

• перенос излучения на оптически плотных переходах приводит к неоднородному возбуждению и ионизации среды;
• свечение облака в сильной степени зависит от пространственного распределения источников излучения и его поглотителей в особенности для частот, на которых среда является оптически плотной;
• модель и алгоритм адекватно описывают физику радиационных процессов в ИО;
• получено качественное согласие расчетных и экспериментальных данных.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск