Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. №5. С. 208-217
Статистический анализ эффектов тропических циклонов
в вариациях параметров ионосферы в азиатском регионе России по данным наклонного радиозондирования
М.А. Черниговская
1, В.И. Куркин
1, И.И. Орлов
1, А.В. Ойнац
1, И.Н. Поддельский
21 Институт солнечно-земной физики СО РАН, 664033, Иркутск, а/я 291
2 Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, 684034, Камчатский край, Елизовский район, п. Паратунка, Мирная, 7
Выполнено статистическое исследование возможности проявления мощных метеорологических возмущений (тропических циклонов) в вариациях параметров ионосферы в дальней от региона расположения источника возмущения зоне на основе анализа данных радиофизических измерений за период 2005-2011 гг. За семь анализируемых лет с помощью частотного анализа данных о максимальных наблюдаемых частотах (МНЧ) сигналов наклонного зондирования (НЗ) вдоль трасс Магадан - Иркутск, Хабаровск - Иркутск и Норильск - Иркутск были выявлены временные интервалы с повышенной энергетикой короткопериодных колебаний, интерпретировавшиеся как проявление перемещающихся ионосферных возмущений (ПИВ), источниками которых являлись внутренние гравитационные волны (ВГВ) с периодами 1…5 ч. Анализ проводился для равноденственных периодов всех лет, а в 2010-2011 гг. еще и для лета. В периоды проведения радиофизических измерений на трассах НЗ в акватории северо-запада Тихого океана, ближе всего расположенной к территориям прохождения трасс НЗ, действовали 28 тропических циклонов (ТЦ). Для эффективного разделения возмущений при анализе учитывалась сопутствующая гелио-геомагнитная возмущенность, а также метеорологическая обстановка в исследуемых регионах. В летние и особенно осенние месяцы, в период активного тропического циклогенеза, отмечено значительное усиление энергетики волновых возмущений на анализируемых трассах с различным откликом ионосферы на прохождение волновых возмущений от одних источников ВГВ. Для весенних месяцев, когда циклоническая активность в северо-западной акватории Тихого океана отсутствовала, для спокойных гелио-геомагнитных условий спектры вариаций МНЧ сигналов НЗ рассматривались фоновыми. Проведено сравнение фоновых спектров со спектрами амплитуд возмущений, полученными в периоды активной деятельности тропического циклогенеза летом и осенью. Выявленные различия энергетики исследуемых короткопериодных колебаний для разных сезонов могут быть, на наш взгляд, связаны с особенностями формирования, развития, перемещения конкретных тропических циклонов в рассматриваемые периоды времени, и как следствие этих особенностей - различными эффектами воздействия ТЦ на вышележащую атмосферу.
Ключевые слова: верхняя и средняя атмосфера, ионосфера, взаимодействие слоев атмосферы, волновые возмущения, тропические циклоны
Полный текстСписок литературы:
- Ахмедов Р.Р., Куницын В.Е. Моделирование ионосферных возмущений, вызванных землетрясениями и взрывами // Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т. 44. № 1. С. 105-112.
- Ерохин Н.С., Михайловская Л.А., Шалимов Л.С. Прохождение крупномасштабных внутренних 216 гравитационных волн на ионосферные высоты через ветровые структуры в нижней и средней атмосфере // Геофизические исследования. 2007. Вып. 7. С. 53-64.
- Куницын В.Е., Сураев С.Н., Ахмедов Р.Р. Моделирование распространения акустико-гравитационных волн в атмосфере для различных поверхностных источников // Вестник Моск. ун-та. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2007. № 2. С. 59-63.
- Онищенко О.Г. Отклик ионосферы на мощные тропические вихри // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. №. 3. С. 107-109.
- Орлов И.И., Ильин Н.В. О текущих спектрах сигналов // Радиолокация. Навигация. Связь. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2000. Т. 1. С. 361-365.
- Перевалова Н.П., Ишин А.Б. Эффекты тропических циклонов в ионосфере по данным зондирования сигналами спутниковой радионавигационной системы GPS // Исследование Земли из космоса. 2010. № 3. С. 49-61.
- Перевалова Н.П., Полякова А.С., Ишин А.Б., Воейков С.В. Исследование волновых возмущений ионосферной плазмы по данным дистанционного зондирования во время урагана Katrina // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. №. 1. С. 190-200.
- Перевалова Н.П., Полякова А.С., Ишин А.Б., Воейков С.В. Сравнительный анализ вариаций ионосферных и метеорологических параметров над зонами действия тропических циклонов Rita (18-26.09.2005) и Wilma (15-25.10.2005) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 303-312.
- Покровская И.В., Шарков Е.А. Тропические циклоны и тропические возмущения Мирового океана: хронология и эволюция (2006-2010). Версия 4.1. М.: КДУ, 2011. 212 с.
- Черниговская М.А., Шарков Е.А., Куркин В.И. и др. (2008а) Исследование временных вариаций ионосферных параметров в регионе Сибири и Дальнего Востока // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2008. Т. 5. №. 1. С. 567-574.
- Черниговская М.А., Шарков Е.А, Куркин В.И. и др. (2008б) Короткопериодные временные вариации ионосферных параметров в регионе Сибири и Дальнего Востока // Исследование Земли из космоса. 2008. № 6. С. 17-24.
- Черниговская М.А., Куркин В.И., Орлов И.И. и др. Совместный анализ короткопериодных временных вариаций ионосферных параметров в регионе Сибири и Дальнего Востока и процессов тропического циклогенеза // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2009. Т. 6. №. 2. С. 324-332.
- Черниговская М.А., Куркин В.И., Орлов И.И. и др. (2010а) Исследование связи короткопериодных временных вариаций параметров ионосферы в северо-восточном регионе России с проявлениями тропических циклонов // Исследование Земли из космоса. 2010. № 5. С. 32-41.
- Черниговская М.А., Куркин В.И., Орлов И.И. и др. (2010б) Исследование воздействия тропических циклонов на вариации параметров ионосферы в азиатском регионе России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. № 3. С. 120-127.
- Черниговская М.А., Куркин В.И., Орлов И.И., Шевцов Б.М., Поддельский И.Н. Вариации ионосферных параметров в азиатском регионе России в период деятельности тропических циклонов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Вып. 8. Т. 1. С. 319-327.
- Шарков Е.А. Спутниковые исследования тропического циклогенеза: особенности и достижения современного этапа // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. №. 3. С. 29-48.
- Bishop R.L., Aponte N. et al. Arecibo observations of ionospheric perturbations associated with the passage of Tropical Storm Odette // J. Geophysical Research. 2006. V. 111. N. A11. A11320. doi:10.1029/2006JA011668.
- Chane Ming F., Chen Z., Roux F. Analysis of gravity-waves produced by intense tropical cyclones // Ann. Geophys. 2010. V. 28. P. 531-547.
- Fabric C.-M., Greg R., Laurent R., Jean L. Gravity wave characteristics over Tromelin Island during the passage of cyclone Hudah // Geophysical Research Letters. 2002. V. 29. N. 6. P. 18/1-18/4.
- Fritts D.C., Alexander M.J. Gravity wave dynamics and effects in the middle atmosphere // Rev. Geophys. 2003. V. 41. N. 1. P. 1003-1066. doi: 10.1029/2001RG000106.
- Hocke K., Schlegel K. A review of atmospheric gravity waves and travelling ionospheric disturbances: 1982-1995 // Ann. Geophys. 1996. V. 14. P. 917-940.
- Kazimirovsky E.S. Coupling from below as a source of ionospheric variability: a review // Ann. Geophys. 2002. V. 45. N. 1. P. 11-29.
- Kim So-Young, Chun Hye-Yeong, Wu Dong L. A study on stratospheric gravity waves generated by Typhoon Ewiniar: Numerical simulations and satellite observations // J. Geophysical Research. 2009. V. 114. D22104. doi:10.1029/2009JD011971.
- Lastovicka J. Forcing of the ionosphere by waves from below // Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2006. V. 68. P. 479-497.
- Tian M., Jing Song W., Guang Lin Y., Tao Y., Jin Song P., Yu Cheng S. Effects of typhoon Matsa on ionospheric TEC // Chinese Science Bull. 2010. V. 55. N. 8. P. 712-717.
- Vadas S.L. Horizontal and vertical propagation of gravity waves in thermosphere from lower atmospheric and thermospheric sources // J. Geophysical Research. 2007. V. 112. A06305. doi: 10.1029/2006JA011845.
- Vincent R.A. Gravity wave coupling from below: A review // Climate and Weather of the Sun-Earth System (CAWSES): Selected Papers from the 2007 Kyoto Symposium. Tokyo: TERRAPUB, 2009. Р. 279-293.
- Xiao Z., Xiao S.G., Hao Y.Q, Zhang D.H. Morphological features of ionospheric response to typhoon // J. Geophysical Research. 2008. V. 112. N. A4. A04304.