|
|
лений об элементарных физ. и хим. процессах в газах и частично ионизованной плазме. При описании не-равновеспых состояний А. опирается на ур-ния кинетики, отражающие баланс частиц, энергии и кол-ва движения; при описании движений и волн использует гидродинамику, динамику разреженных газов и магнитную гидродинамику.
Одна из нач. задам, к-рая стояла перед А.,≈ определение основных элементарных процессов, притекающих на разл. высотах, и выяснение структуры верх, атмосферы, ионосферы и магнитосферы. Первым тагом А. стало объяснение лрироды озонного слоя и границы между гомнсфорий и гетеросферой. Объяснении поведение ионосферы основано на теории образования ионосферных слоев, происхождение к-рых обусловлено ионизацией верх, атмосферы коротковолновым УФ-лллучениом Солнца. Для выяснении природы основной (верхней) части ионосферы наряду с процессами ионизации и рекомбинации использовались процессы ам-биполярной диффузии, а для объяснения полученного в масс-спектрометрич. намерениях на ракетах ионного состава ≈ ионно-молскулярные реакции взаимодействия заряженных и нейтральных частиц.
Установлено, что закономерности, распределения с высотой и изменения во времени концентрации озона и атомного кислорода определяются как процессами диссоциации 02 и 03 солнечным излученном, так и обратными процессами ≈ реакциями няаимодейстиия с основными и малыми составляющими атмосферы. Существ, роль играют также процессы переноса О3 и 03 иод действием диффузии, ветров и др. Объяснение хода темп-ры и движений верх, атмосферы и ионосферы требует уч╦та с╦ нагрева солнечным излучением и корпускулярными потоками, процессов теплопроводности и турбулентности. Механизм формирования в верх, атмосфере потоков снерхтспловых электронов, т. е. фотоэлектронов, возникающих под действием КВ-иялучония Солнца, и их переноса между северным и южным полушариями вдоль магн. силовых линий описывается кинетической теорией залов. Она, применяется также для объяснения распределения частиц в экзосфере и в про-гоносфсре, образования убегающих частиц и полярного ветра. Развита теория движения энергичных заряж. частиц внутри и вне диполыюго геомагн. ноля с уч╦том процессов их образования и уничтожения, объясняющая распределение в пространстве вблизи Земли космич. лучей и радиационных поясов. Большой раздел А. посвящ╦н анализу механизмов свечения верх, атмосферы в дневное, сумеречное и ночное время, в период полярных сияний и т. п. На стыке с физикой магнитосферы в А, исследуются механизмы возникновения волн и низкочастотных, излучений, распространения элек-трич. колен из высоких широт в умеренные, образования дрейфов в ионосфере, токовых слоев внутри и на границе магнитосферы.
Многие вопросы в А. удалось решить благодаря проведению измерений па ракетах и спутниках' » верх, атмосфере и осуществлению лаб. исследований различных элементарных взаимодействии центральных и заряж. частиц, напр, ионно-молекулярных реакций, взаимодействия с энергичными частицами, плазменных процессов и т. д.
Вс╦ больше обнаруживаются взаимообусловленность и связь разл, явлений (ионосферных, метеорных, оптических, магнитных и пр.) с солнечной активностью. Поэтому перед А. стоит также задача выяснить механизмы влияния солнечной активности па процессы верх, атмосферы, раскрыть природу солнечно-земных связей, дав тем самым основу для построения моделей влияния солнечной активности на нейтральную верх, атмосферу, ионосферу, радиац. поле и др. Стоит также задача разработки методов прогноза «погоды в космосе», т. е. условии в околоземном космич. пространстве.
Влияние солнечной активности на процессы верх, атмосферы проявляется в существовании как 11-летних и
27-дневных вариаций, так и возмущений, связанных с солнечными вспышками и солнечным ветром. При возрастании потока КВ-излучения в период роста солнечной активности или развития вспышки происходит дополнит, ионизация и разогрев, к-рые вызывают возмущения темп-ры и плотности верх, атмосферы, а также возмущения ионосферы. При изменении же солнечных корпускулярных потоков происходят деформации магнитосферы, что приводит к геомаги, возмущениям верх, атмосферы и ионосферы.
Лит.: П и к о л о М., Аэрономия, пир, с англ., М., 19«;4; И н а н о п с к и и А., Р R и н е в А,, Ш Б и д к о и с к и и Е., Китчич^гжгш теории верх ной атмосферы, Л., 1967; Иванов-Холодный Г. С., Никольский Г. М., Солнце; и ионосфера, М,, l!)<iS>; Б а у э р Э,, Финика планетных ионосфер, пер. с анг:],, М., 197ti; У и т т о ц Р.-К-, II о п п о и И., Основы аэрономии, пер. с англ., Л., 1977; К р и н б е р г И. А., Кинетика элонтроетов в ионосфере и плаямосфере Земли, М., 1!»73; В a n k s Р. М., Kockarts G., Лсгопоту, pi. А, В, N.Y., 1973. , Г, С. Иванов-Холодный.
АЭРОСТАТИКА (ОТ Греч, а╦Г ≈ воздух и статика) ≈ часть аэродинамики, в к-рой изучается равновесие газообразных сред, В отличие от гидростатики, А. имеет дело с воздухом и др, газами, сжимаемость к-рых во много раз превосходит сжимаемость жидкостей. Наиб, применение А. получает при изучении равновесия атмосферы Земли и планет и в теории воздухоплавания. Осн. ур-ниями А. являются ур-кия равновесия, неразрывности и баланса энергии, Ур-нио равновесия сплт действующих на объ╦м газа, имеет вид:
grad р ≈
или
их
Л"'
(1)
где р ≈давление, р ≈ плотность, F ≈ вектор массовых сил. Ур-нио неразрывности сводится к условию 0p/dt=0T выражающему независимость плотности р от времени t, Ур-ние баланса энергии в А. выражает условие теплового равновесия газа:
cydTjdl = q, (2)
где q ≈ секундный приток тепла, отнес╦нный к единице массы, су ≈ тепло╦мкость газа при пост, объ╦ме. При передаче тепла посредством теплопроводности ур-ние (2) принимает вид:
дт .,..└└ ,т) (3}
≈ коэфф. теплопроводности). Ур-ние (3) означает, что вс╦ подводимое тепло ид╦т на изменение внутр. энергии единицы массы. Если известна зависимость коэфф. теплопроводности от темп-ры, то ур-ния (1), (3) и ур-ние состояния газа представляют замкнутую систему. Ур-ния А., примен╦нные для совершенного газа В поле сил тяжести, дают барометрическую формулу. Осн. ур-ние (1) при отсутствии массовых, сил выражает Паскаля закол, а при уч╦те сил тяжести позволяет определить гл. вектор сил давления газа на поверхность погруж╦нного н него тела (см. Архимеда лакан].
Из условий теплового равновесия (2) при уч╦те только теплопроводности можно получить линейный закон убывания темп-ры в зависимости от высоты над поверхностью планеты. Действит. распределение темп-ры по высоте и строение атмосферы зависят ещ╦ от конвекции, теплообмена за сч╦т солнечного и земного излучений и от переменности состава атмосферы (диссоциации и ионизации иод воздействием солнечного излучения). Ур-ния (1) ≈ (3) позволяют найти условия устойчивого и неустойчивого равновесия среды. Конвекция в атмосфере часто возникает из-за неустойчивости при прогревании ниж. слоев, примыкающих к поверхности планеты.
Лит.. см. при ст. Гидроаэромеханика,
АЭРОУПРУГОСТЬ ≈ раздел прикладной механики, в к-ром изучается взаимодействие упругой системы с потоком газа (воздуха). Явления А. встречаются во ми.
U
О
а
О
а
173
")
}
