лшжно считать, что в области высот z 0-1-90 км молекулярный вес атмосферы остается постоянным и сохраняется таким же, как у поверхности Земли. При 9Т0М, однако, состав атмосферы изменяется с высотой. В области высот примерно 10-50 км увеличивается процентное содержание озона, максимум его лежит па высоте 20-35 км. На высоте 20-35 к.и увеличивается содержание гелия. Начиная с 35-40 км появляется натрий и радикалы ОН и N0; окись азота играет большую роль в ионизации области D. Выше происходит диссоциация кислорода, а в дальнейшем - диссоциация азота Атмосфера выше 100 км состоит главным образом из атомарного кислорода Оу молекулярного азота и атомарного азота N, причем молекулярный кислород сохраняется в большом количестве вследствие диффузного перемешивания. Постепенно на больших высотах состав атмосферы изменяется. Исчезает роль атомарного азота Ni (при z 300 км), молекулярного азота Ng (z 400-i-500 км) и молекулярного кислорода Og (z 500 км). Влияние атомарного кислорода сохраняется в различных условиях, по-видимому, еш,е до высоты z 1500-1-2000 км. Однако уже на высоте Z 400-500 км начинают сильно возрастать концентрации гелия Ие и атомарного водорода Hj, роль которых становится преобладающ.ей при 215002000 км.

Концентрации п. некоторых основных нейтральных компонент атмосферы и зависимость их суммы п и среднего молекулярного веса Mq от высоты, вплоть до z 2000-10 ООО км приведены по современным данным в табл. 7.2 и 7.3 [7, 68-70, 427, 432, 434, 447, 451, 458-4601 К

Таблицы, показывают как сильно изменяются параметры атмосферы в различных условиях.

Таблица 7.2

Концентрация п основных нейтральных компопснт и средний молекулярный вес Мо атмосферы [238, 423, 427-434, 447, 448]

Z, км

w(Oi), см

п (Nj), см

п (Ni), см~

nj, см

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 150 180 200 250 300 400

(2 (3 (0,1 (0,3

(2 (0,6 (0,2 (0,1 (0,2

8,7 -10

3 -lOi

3,4.10

6,4 -101

1,9 .1011

2,1 -10

7)-1011

6) .10

-3).1011

-3)-101

7). 10

-7)-10

Ч-1)-10 1) .1оа

1)-108

5,3-10 1,8.1018 3,9 -10 8,0 -Ш (l,7--2) 10l6 (4,7-5) -1016 (0,6-М,5) -101 (2-М)-1014 (69) -10 (1-М,6).101з (1-5)-1012 (27)-1010 (0,9-Ь5) -10 (0,4-1-2) .10 (0,24-1)-10 (0,3-3) -108 (0,01 Н-1)-108 10*-108

2 -1019 6,7 .1018 1,4 -1018 2,9 -10 6,5-1016 1,8.101 5,7 .101& 1,6-101Б 3,5-10 (56) -10 (0,5-1) .1013 (2Ч~7)-1011 (1-3) .101 (0,1-М).10 (2-7) -10 (0,2-2)-10 (0,27). 108 (0.06 ;-2) -10

3,7 -1010 2,1-10 6,0-10 1,4-10

2,4-108

3,0-10 7,6-106

2,7 -101 2,7 -1018 1,5-1018 3,2.10 8,1 -Ю 2,5-1016 7,0 -10 2,0-1015

3,0-101* 6,0-1018 1,0 -1013 (29) -10 (24-8)-10 (0,6-М).10 (0,2-М) -10 (0,24-1)-10 (0,1-41)-10 (0,27)-108

28,97

28,96 28,94

26-28 27

20-25

18-24 17-23 16-23 15-20

1 Необходимо сделать следующее замечание ко всем таблицам этой главы. К сожалению, сейчас еще нет равномерной информации о рассматриваемых величинах в различных условиях. В таблицах в скобках даны пределы изменения этих величин в зависимости т физических условий в различных опытах. Из-за скудости информации в ряде случаев дается лишь одно значение, что не означает, однако, относительное постоянство рассматриваемой величины.

Таблица 7,3

Концентрация нейтральных компонент п и средни молекулярный вес Mq во внешней ионосфере [420, 423, 429-433, 443, 447]

Таблица 7.4

Отношспия концентрации положительпмх ионов к полной концентрации варяженных частиц N во внешней ионосфере [67, 239, 435-441, 444, 446, 454, 457]

{Nil

[N0+]

[ilc+J

[H-f]

По данным работы [457] наряду с N0+ наблюдаются ионы 19+ (НзО), 37+ (Н(Н,0), и 55+ (Н(Н.,0)з).

В работах [454, 457] обнаружены ионы металлов Na+, Са+, Mg+ с максимумом при z = 95 или 105 км; [Жв+llN - = (5 ч- 6) . 10-

2 -10-2 2 -10-3-8 .10-2 0,25 (0,020,4) (0,034-0,4) (0,084-0,3)

10-2 (13). 10-2 (0,8-1) 10-1 0,4-4 0,.5-1 0,5-1 1 1

35-38

28-30

20 18 16 Ш-И

3-4 2 2 2 1 1

Средняя модель нейтральной атмосферы, пригодная для различных расчетов, изображена на рис. 7.1 и 7.2.

На рис. 7.3 и 7.4 показаны высотные зависимости п (Oj), п (Og), п (Ng),

Tij и fijdz, полученные на ракетах и использованные в последнее время

в работах [420, 423] для расчетов модели ионосферы.

Суммарное значепие концентрации нейтральных частиц изменяется в различных условиях в меньших пределах, чем концентрации отдельных составляющих атмосферы. Для иллюстрации изменчивости последних па двух графиках рис. 7.5 показано, в каких пределах изменялись соответствующие зависимости в течение дня [434].

Относительный состав ионов близок к относительному составу нейтральных частиц. Имеются, однако, важные отличия ионного состава, особенно в нижней части ионосферы. Так, в области /) (z 60 ;-80 км), наряду с ионами

Рис. 7.1. Зависимость концентрации нейтральных частиц п от высоты z

1000

п, см-

Рис. 7.2. Зависимость концентрации нейтральных частиц л от высоты z