Актуальность модели

Исследование верхней атмосферы приобретает все большее значение в связи с развитием глобальных коммуникационных систем и практическим освоением ближнего космоса.

Преимущества выбранного типа моделирования

В последние годы метод математического моделирования физических процессов в верхней атмосфере Земли прочно занял передовые позиции в мировой геофизической науке как средство интерпретации результатов комплексных экспериментов и наблюдений, в первую очередь данных установок некогерентного рассеяния и спутниковых данных. Значительный прогресс в развитии метода и его успешное применение при решении многих проблем взаимодействия между различными областями системы страто-мезо-термосфера — ионосфера — магнитосфера Земли обязаны прежде всего бурному прогрессу в области компьютерной технологии, позволяющему быстро перерабатывать огромные объемы информации и решать все более сложные задачи математической физики численными методами. Современные теоретические модели этой системы представляют собой системы гидродинамических уравнений, описывающих законы сохранения частиц, импульса и энергии (уравнения непрерывности, движения и теплового баланса соответственно) тепловых компонент атмосферы, часто дополненные уравнениями для некоторых других процессов, влияющих на ее поведение, например, электрического поля или функции распределения сверхтепловых электронов. В понятие «теоретическая модель» включается, кроме того, необходимый набор начальных и граничных условий, а также алгоритм численного решения моделирующих уравнений.

Численные теоретические модели обладают рядом преимуществ перед традиционными эмпирико-статистическими. Степень их адекватности моделируемой системе выше, так как в основе их лежат физические закономерности, реально управляющие поведением среды в природе, а не наборы усредненных по многим различным состояниям результатов измерений отдельных параметров. Только такие модели способны воспроизвести конкретную глобальную геофизическую ситуацию, динамику поведения верхней атмосферы при конкретном пространственно-временном распределении внешних воздействий. Только они позволяют выделить и исследовать роль различных конкурирующих процессов и их взаимовлияние. Аккуратный учет вклада каждого из них в суммарный результат возможен только методами численного моделирования.

См. также