Kelley M.C. The Earth’s Ionosphere: Plasma Physics and Electrodynamics

(Земная ионосфера: физика плазмы и электродинамика). — 2nd Ed. — Academic Press, 2009. – 575 p. — (Inteational Geophysics Series, 2009, Volume 96). During the past five decades, the underlying physical principles upon which ionospheric research is based have undergone a drastic change. Prior to this period, the main emphasis was on production and loss of electrons and ions by photoionization and particle beams. Ion chemistry, geomagnetic field variations, and other aeronomical processes formed primary subfields as well. With the development of incoherent scatter radar techniques as well as scientific satellites, a whole new realm of ionospheric processes became amenable to scientific study. In particular, space scientists were able to reliably probe the dynamics of the ionosphere and to realize the fundamental role played by electric fields. In a parallel development, the physics of plasmas became an important branch of science due to its role in controlled fusion research.
In this book, study of the plasma physics and electrodynamics of the ionosphere is given the highest priority, and some classical aeronomical processes are deemphasized. This is an unfortunate necessity, but the text by Rishbeth and Garriott (1969), published in the same Inteational Geophysics Series, remains a valuable treatise on these topics, and a new publication by Schunk and Nagy (2000) is excellent in this area. В течение прошлых пяти десятилетий основополагающие физические принципы, на которых основаны ионосферные исследования, подверглись глубоким изменениям. До этого периода основной акцент делался на появлении и потерях электронов и ионов благодаря процессам фотоионизации и пучкам частиц. Ионная химия, вариации земного магнитного поля, и другие аэрономические процессы также формировали первичные подполя. С разработкой методов некогерентного рассеяния в радиолокации, а также запускаемых с научной целью искусственных спутников, целая новая область ионосферных процессов стала доступной научному изучению. В частности, исследователи космоса получили возможность надежно зондировать динамику ионосферы и понимать ту фундаментальную роль, которую играют электрические поля. В параллельном развитии, физика плазмы стала важной областью науки благодаря её роли в исследовании управляемого термоядерного синтеза.
В этой книге изучению физики плазмы и электродинамики ионосферы даётся самый высокий приоритет, и внимание к некоторым классическим аэрономическим процессам понижено. Это заслуживающая сожаления необходимость, но текст Rishbeth и Garriott (1969), изданный в той же самой Международной Геофизической Серии, остаётся высокоценным научным трудом по этим разделам, и новая публикация Schunk и Nagy (2000) превосходна в этой области. Contents
Preface
Introductory and Background Material
Fundamentals of Atmospheric, Ionospheric, and Magnetospheric Plasma Dynamics
Dynamics and Electrodynamics of the Equatorial Zone
Equatorial Plasma Instabilities and Mesospheric Turbulence
Hydro- and Electrodynamics of the Midlatitude Ionosphere
Waves and Instabilities at Midlatitudes
Dynamics and Electrodynamics of the Mesosphere
High-Latitude Electrodynamics
Ionospheric Response to Electric Fields
Instabilities and Structure in the High-Latitude Ionosphere
Index
Color Plates Содержание
Предисловие.
Введение и базисная информация.
Основные принципы атмосферной, ионосферной и магнитосферной плазменной динамики.
Динамика и электродинамика экваториальной зоны.
Экваториальные плазменные неустойчивости и турбулентность мезосферы.
Гидро- и электродинамика ионосферы средних широт.
Волны и Неустойчивости в средних широтах.
Динамика и электродинамика мезосферы.
Электродинамика высоких широт.
Реакция ионосферы на электрические поля.
Неустойчивости и структура высокоширотной ионосферы.
Предметный указатель.
Цветные иллюстрации.