Model horní atmosféry Země
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od
verze recenzované 11. září 2016; kontroly vyžadují
10 úprav .
" Model horní atmosféry " ( anglicky Upper Atmosphere Model, UAM ) je globální matematický model horní atmosféry Země ( mezosféra , termosféra , ionosféra , plazmosféra a vnitřní magnetosféra).
Model vypočítává fyzikální parametry horní atmosféry numerickou integrací rovnic, které formulují základní fyzikální zákony pro prostředí blízko Země; počítá odchylky v globálním rozložení parametrů horní atmosféry Země ve výškách od 60 do 100 000 km v závislosti na helio-geofyzikálních podmínkách (denní době, ročním období, úrovních sluneční a magnetické aktivity atd.).
Matematické výpočty
Vypočítané parametry
Model vypočítává následující parametry horní atmosféry Země:
- Koncentrace hlavních neutrálních (O, O2, N2, H) a nabitých (O2+, NO+, O+, H+, elektrony) složek horní atmosféry Země;
- Teplota neutrálního plynu, iontů a elektronů;
- Složky vektorů rychlosti neutrálních a nabitých částic;
- Potenciál a složky vektoru elektrického pole .
Metoda výpočtu parametrů
Program používá několik metod výpočtu [1] :
- V základní verzi jsou výpočty prováděny numerickou integrací kvazihydrodynamických rovnic popisujících dynamiku horní atmosféry Země;
- S využitím řady empirických modelů parametrů termosféry, ionosféry a elektrických polí nebo v různých kombinacích teoretických a empirických modelů;
- Numerickou integrací nestacionárních trojrozměrných rovnic kontinuity , pohybu a tepelné bilance pro neutrální, iontové a elektronické plyny spolu s rovnicí pro potenciál elektrického pole;
- Metody konečných diferencí pro numerickou integraci modelovacích rovnic.
Výhody
Model popisuje horní atmosféru Země jako jediný systém. Hlavní rozdíl tohoto globálního modelu od ostatních spočívá v tom, že společně počítá nejen větry, rychlosti iontů, hustoty a teploty termosféry a ionosféry, ale také parametry plazmosféry, vnější ionosféry ve vysokých zeměpisných šířkách, vnitřní magnetosféry a elektrická pole jak magnetosférického, tak termosférického (dynamového) původu.
Model využívá variabilní integrační kroky přes souřadnice a čas, což umožňuje různá prostorová a časová rozlišení.
Aplikace
- Výzkum fyzikálních procesů v blízkém kosmickém prostoru.
- Interpretace geofyzikálních pozorování.
- Úkoly teleradiokomunikace a navigace, včetně úloh výpočtu zpoždění při průchodu signálů z komunikačních družic a signálů GPS.
- Problémy zohlednění vlivu kosmického počasí na fungování kosmických lodí a systémů, včetně problémů výpočtu a korekce drah satelitů, stejně jako dlouhých vedení přenosu energie.
Viz také
Poznámky
- ↑ Globální numerický model horní atmosféry Země . Model horní atmosféry . Staženo 8. dubna 2018. Archivováno z originálu 9. dubna 2018. (neurčitý)
Odkazy