Модель верхней атмосферы Земли

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

UAM
Тип Геофизика
Разработчик Мурманский арктический государственный университет
Операционная система Windows
Сайт uamod.wordpress.com

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

Рассчитываемые параметры

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

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

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
  • 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

Примечания
  1. Глобальная численная модель верхней атмосферы Земли. Upper Atmosphere Model.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.