Исследованы генерация и дальнейшая линейная и нелинейная динамика ультранизкочастотных планетарных электромагнитных волн в Е-областидиссипативной ионосферы в присутствии неоднородного зонального ветра (сдвигового течения). Текущие в Е-области холловские токи и постоянно действующие глобальные факторы - пространственная неоднородность геомагнитного поля и угловой скорости вращения Земли - обусловливают возбуждение быстрых и медленных электромагнитных волн планетарного масштаба. Анализируется эффективность линейного механизма усиления планетарных электромагнитных волн при их взаимодействии с неоднородным зональным ветром. В случае сдвиговых течений операторы линейных задач являются несамосопряженными, а соответствующие собственные функции - неортогональными, поэтому канонический модальный подход мало пригоден при изучении таких движений, и необходимым становится применение так называемого немодального математического анализа. Показано, что планетарные электромагнитные волны эффективно черпают энергию сдвигового течения в линейной стадии эволюции и существенно увеличивают свою амплитуду и, соответственно, энергию. Выводится необходимое и достаточное условие неустойчивости сдвигового течения в ионосферной среде. С развитием сдвиговой неустойчивости и с увеличением амплитуды возмущений включается нелинейный механизм самолокализации, и процесс заканчивается самоорганизацией нелинейных уединенных, сильнолокализованных вихревых структур. Тем самым, появляются новая степень свободы системы и путь эволюции возмущений в среде со сдвиговым течением. В зависимости от вида профиля скорости сдвигового течения нелинейные структуры могут быть как чисто монопольным вихрем, так и вихревой дорожкой на фоне неоднородного зонального ветра. Накопление таких вихрей может создавать сильнотурбулентное состояние в ионосферной среде.
展开▼
