Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Иркутск, Россия
Иркутск, Россия
Представлены результаты комплексного исследования проявления волновой активности с периодами внутренних гравитационных волн (ВГВ) в различных областях атмосферы: стратосфере, верхней мезосфере и F2-области ионосферы. Для анализа использованы данные радиофизических и спектрометрических измерений на комплексе инструментов Института солнечно-земной физики (ИСЗФ) СО РАН и данные реанализа Era-Interim. Коэффициент сдвиговой корреляции между ионосферной и стратосферной активностью для годового интервала варьирует в диапазоне 0.45–0.54, а для 27-дневного интервала достигает 0.4–0.8 в 70 % случаев; 30 % коэффициентов, меньших 0.4, можно объяснить влиянием вариаций нейтрального ветра, геомагнитной активностью, нестратосферными источниками ВГВ. Сравнение стратосферной активности и вариаций характеристик перемещающихся ионосферных возмущений (ПИВ) показало, что при сдвиге стратосферной активности на ~15 дней наблюдается достаточно высокая корреляция между стратосферной активностью и возмущенностью характеристик ВГВ (~0.6). Запаздывание между возмущенностью характеристик ВГВ и стратосферной активностью порядка 15 дней может объясняться соответствующим запаздыванием температурных вариаций на высотах нижней термосферы относительно температурных вариаций на высотном уровне давления 1 гПа. Сравнительный анализ вариаций мезосферной и ионосферной активности выявил временные интервалы, на которых их поведение носит согласованный характер.
стратосфера, мезосфера, ионосфера, планетарные волны, ПИВ, ВГВ
1. Бат М. Спектральный анализ в геофизике. М.: Недра, 1980. 535 с.
2. Ерохин Н.С., Михайловская Л.А., Шалимов С.Л. Прохождение крупномасштабных внутренних гравитационных волн через ветровые структуры в нижней и средней атмосфере на ионосферные высоты. Геофизические исследования. 2007а. Вып. 7. С. 53–64.
3. Ерохин Н.С., Зольникова Н.Н., Михайловская Л.А. Особенности взаимодействия внутренних гравитационных волн с температурно-ветровыми структурами атмосферы при распространении в ионосферу. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2007б. В 4 т. Т. 2. С. 84–89.
4. Перминов В.И., Семенов А.И., Медведева И.В., Перцев Н.Н. Изменчивость температуры в области мезопаузы по наблюдениям гидроксильного излучения на средних широтах. Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54. № 2. С. 246–256.
5. Суслов А.И, Ерохин Н.С., Михайловская Л.А. и др. Моделирование прохождения крупномасштабных ВГВ из тропосферы в ионосферу. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14, № 5. С. 19–25. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-19-25.
6. Dell’Aquila A., Lucarini V., Ruti P.M., Calmanti S. Hayashi spectra of the northern hemisphere mid-latitude atmospheric variability in the NCEP-NCAR and ECMWF reanalyses. Climate Dynamics. 2005. Vol. 25, no. 6. P. 639–652.
7. Goncharenko L., Zhang S.-R. Ionospheric signatures of sudden stratospheric warming: Ion temperature at middle latitude. Geophys. Res. Lett. 2008. Vol. 35. L21103. DOI: 10.1029/ 2008GL035684.
8. Goncharenko L.P., Chau J.L., Liu H.L., Coster A.J. Unexpected connections between the stratosphere and ionosphere. Geophys. Res. Lett. 2010. Vol. 37. L10101. DOI: 10.1029/2010 GL043125.
9. Goncharenko L.P., Chau J.L., Condor P., et al. Ionospheric effects of sudden stratospheric warming during moderate-to-high solar activity: Case study of January 2013. Geophys. Res. Lett. 2013. Vol. 40. DOI: 10.1002/grl.50980.
10. Hayashi Y. A generalized method of resolving disturbances into progressive and retrogressive waves by space Fourier and time cross-spectral analyses. J. Meteorol. Soc. Japan. 1971. Vol. 49, no. 2. P. 125–128.
11. Korenkov Y.N., Klimenko V.V., Klimenko M.V., et al. The global thermospheric and ionospheric response to the 2008 minor sudden stratospheric warming event. J. Geophys. Res. 2012. Vol. 117. A10309. DOI: 10.1029/2012JA018018.
12. Medvedev A.V., Ratovsky K.G., Tolstikov M.V., et al. A statistical study of internal gravity wave characteristics using the combined Irkutsk Incoherent Scatter Radar and Digisonde data. J. Atmos. Solar-Terr.Phys. 2015. Vol. 132. P. 13–21. DOI: 10.1016/j.jastp.2015.06.012.
13. Medvedev A.V., Ratovsky K.G., Tolstikov M.V., et al. Relation of internal gravity wave anisotropy with neutral wind characteristics in the upper atmosphere. J. Geophys. Res. 2017. Vol. 122, iss. 7. P. 7567–7580. DOI: 10.1002/2017JA024103.
14. Pancheva D., Mukhtarov P. Stratospheric warmings: The atmosphere-ionosphere coupling paradigm. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2011. Vol. 73, iss. 13. P. 1697–1702. DOI: 10.1016/ j.jastp.2011.03.006.
15. Perminov V.I., Semenov A.I., Medvedeva I.V., Zheleznov Yu.A. Variability of mesopause temperature from the hydroxyl airglow observations over midlatitudinal sites, Zvenigorod and Tory, Russia. Adv. Space Res. 2014. Vol. 54. P. 2511–2517. DOI: 10.1016/j.asr.2014.01.027.
16. Pogoreltsev A.I., Savenkova E.N., Aniskina O.G., et al. Interannual and intraseasonal variability of stratospheric dynamics and stratosphere-troposphere coupling during northern winter. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2015. Vol. 136B. P. 187–200.
17. Polyakova A.S., Chernigovskaya M.A., Perevalova N.P. Ionospheric effects of sudden stratospheric warmings in Eastern Siberia region. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2014. Vol. 120. P. 15–23. DOI: 10.1016/j.jastp.2014.08.011.
18. Shpynev B.G., Churilov S.M., Chernigovskaya M.A. Generation of waves by jet stream instabilities in winter polar stratosphere/mesosphere. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2015. Vol. 136. P. 201–215. DOI: 10.1016/j.jastp.2015.07.005.
19. Tolstikov M.V., Medvedev A.V., Ratovsky K.G., Medvedeva I.V. Studies of dynamic characteristics of atmospheric planetary waves during stratospheric warmings 2006–2013. Proc. XXXIth URSI General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS). Beijing, 2014. P. 1–4. DOI: 10.1109/URSIGASS.2014.6929752.
20. Tolstikov M.V., Oinats A.V., Medvedeva I.V., et al. Relation of traveling ionospheric disturbances characteristics with planetary waves in the middle atmosphere. Photonics & Electromagnetics Research Symposium — Spring (PIERS-Spring). Rome, Italy, 2019. P. 2176–2182. DOI: 10.1109/PIERS-Spring46901.2019.9017884.
21. URL: http://disc.gsfc.nasa.gov/Aura (дата обращения 20 октября 2021 г.).
22. URL: ftp://ftp.ngdc.noaa.gov/STP/GEOMAGNETIC_ DATA/INDICES/KP_AP (дата обращения 20 октября 2021 г.).
23. URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056 (дата обращения 20 октября 2021 г.).
24. URL: http://ckp-rf.ru/usu/77733 (дата обращения 20 октября 2021 г.).
