Моделирование высокоширотной токовой системы ионосферы Земли

Система электрических токов ионосферы Земли является частью глобальной электрической цепи. Эта система включает в себя так называемые продольные токи (Field Aligned Currents – FAC), которые текут между ионосферой и магнитосферой вдоль силовых линий геомагнитного поля и играют значительную роль при передаче магнитосферного воздействия в ионосферу. В совокупности ионосферная токовая система реагирует на изменения «внешних» факторов, таких как величина и ориентация межпланетного магнитного поля, параметры солнечного ветра и уровень солнечной активности. Кроме того, существенное влияние на данную систему оказывают «внутренние» факторы, такие как термосферное динамо нейтрального ветра, сезонность и UT-эффекты.
В настоящей работе рассматриваются два варианта задания продольных токов и выполняется численное моделирование полной ионосферной токовой системы для этих двух вариантов с помощью глобальной численной модели верхней атмосферы Земли UAM (Upper Atmosphere Model). В качестве моделей продольных токов использовались модель Iijima & Potemra и модель MFACE. Варианты соответствующих расчетов обозначены как UAM-IP и UAM-MFACE. Результаты моделирования показали, что вариант UAM-IP не позволяет задавать продольные токи независимо в каждом полушарии, в отличие от варианта UAM-MFACE. UAM-MFACE воспроизводит конфигурацию токов в ионосфере высоких широт лучше, чем UAM-IP. Кроме того, UAM-MFACE воспроизводит более реалистичную геометрию аврорального овала, но при этом данная версия модели потребовала расширенного перечня входных параметров, специальной пространственной сетки и меньший временной шаг.