徐 彬 王占阁 程木松 许正文 吴 健 吴 军 薛 昆

（1.中国电波传播研究所，电波环境特性及模化技术重点实验室，山东 青岛 266107；2.中国科学院空间天气学国家重点实验室，北京 100190；3.西安电子科技大学理学院，陕西 西安 710071）

引 言

加热效应的大尺度仿真通常使用欧姆加热理论来解释。欧姆加热理论可以实现从D层到F层上千千米的电离层加热效应的数值模拟。1978年，Gurevich基于一组流体力学方程提出了电离层加热的基本理论［1］。在低电离层，仿真使用连续性方程和能量方程，连续性方程主要考虑与温度存在依赖关系的复合率，能量方程则主要考虑由介电常数虚部引起的电波吸收能流和碰撞引起的能量损失［2-4］。电离层中电子能量的损失机制十分复杂，主要损失机制包括电子与正离子的弹性碰撞、电子和中性离子的弹性碰撞、旋转和振动能级的激发以及原子氧电子能级和精细结构的激发等［5-8］。在高电离层，中性粒子浓度下降，碰撞效应减弱，热传导、扩散和漂移等输运过程起主要作用。因此，仿真的连续性方程和能量方程中须考虑输运项的影响，为此，就必须引入动量方程［9-12］。尽管当前的数值仿真方程已经充分考虑了F层的输运过程，但高电离层仿真中，还存在一个严重的缺陷，即对反射点处电波能量吸收率的精确描述。

现有的电波能量吸收率模型中，低电离层的欧姆加热理论模型考虑了碰撞吸收和电波传播过程，对加热过程给出了相对较为准确的描述［3-4，13］。……