Нелинейное взаимодействие Фарлей-Бунемановских волн в ионосферной плазме

Abstract

В работе рассматривается нелинейное взаимодействие волн, возбуждаемых двухпотоковой, или модифицированной Фарлей-Бунемановской (ФБ), неустойчивостью. Показано, что линейно нарастающие низкочастотные волны воздействуют на высокочастотную часть спектра волн, создавая дополнительное давление, приводящее к возникновению нелинейной "пондеромоторной силы ". Эта сила действует на заряженные частицы плазмы в неоднородном электрическом поле и приводит к перераспределению фоновой плотности плазмы. Таким образом, низкочастотные ФБ волны нелинейно взаимодействуют с высокочастотными волнами, что приводит к стабилизации неустойчивости. На основе магнитогидродинамической модели движения заряженных частиц совместно с уравнениями для электромагнитного поля получена самосогласованная система нелинейных уравнений, описывающая нелинейное взаимодействие высокочастотных и низкочастотных ФБ волн. Приведены оценки модификации фоновой плотности заряженных частиц, а также возможные экспериментальные эффекты, обнаруженные при исследовании аврорального рассеяния радиоволн УКВ диапазона в авроральной ионосфере.