Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. №1. С. 85-96
Ионосферные эффекты внезапных стратосферных потеплений в Восточносибирском регионе России
А.С. Полякова
1 , М.А. Черниговская
1 , Н.П. Перевалова
1 1 Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия
В работе выполнено исследование ионосферных явлений в азиатском регионе России во время внезапных стратосферных потеплений (ВСП) зим 2008-2009 и 2012-2013 гг. Для выявления эффектов в ионосфере, возможно связанных с ВСП, проведен совместный анализ данных глобальных карт полного электронного содержания (ПЭС), данных измерений вертикальных профилей температуры, полученных с помощью зонда Microwave Limb Sounder (EOS Aura), а также данных метеоархива NCEP/NCAR Reanalysis. Выявлено, что в течение сильных ВСП в ионосфере средних широт регистрируется уменьшение суточной амплитуды ПЭС. Установлено, что во время максимальной фазы потепления наблюдается уменьшение значений полуденного максимума ПЭС и рост ночного/утреннего ПЭС относительно спокойных дней. Показано, что динамика отклонений ПЭС от фонового уровня во время ВСП может быть различной в зависимости от местоположения точки наблюдения: положительные отклонения ПЭС регистрируются в пунктах, расположенных внутри стратосферного циклона, отрицательные – внутри антициклона. Данные эффекты, вероятно, могут быть связаны с процессами вертикального переноса молекулярного газа из области стратосферного разогрева, приводящего к уменьшению/увеличению электронной концентрации в разных областях. После окончания основной стадии потепления в ионосфере наблюдается быстрый рост значений ПЭС, не связанный с геомагнитной активностью.
Ключевые слова: ионосферные возмущения, GPS ПЭС, внезапное стратосферное потепление
Полный текстСписок литературы:
- Казимировский Е.С., Кокоуров В.Д. Движения в ионосфере. Новосибирск: Наука, 1979. 344 с.
- Хромов С.П., Мамонтова Л.И. Метеорологический словарь. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 568 с.
- Шпынев Б.Г., Панчева Д., Мухтаров П., Куркин В.И., Ратовский К.Г., Черниговская М.А., Белинская А.Ю., Степанов А.Е. Отклик ионосферы над регионом Восточной Сибири во время внезапного страто- сферного потепления 2009 г. по данным наземного и спутникового радиозондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2013. Т. 10. № 1. С. 153–163.
- Bessarab F.S., Korenkov Yu.N., Klimenko M.V., Klimenko V.V., Karpov I.V., Ratovsky K.G., Chernigovskaya M.A. Modeling the effect of sudden stratospheric warming within the thermosphere–ionosphere system // J. of Atmos. and Solar-Terr. Phys. 2012. Vol. 90-91. P. 77–85.
- Chau J.L., Aponte N.A., Cabassa E., Sulzer M.P., Goncharenko L.P., González S.A. Quiet time ionospheric variability over Arecibo during sudden stratospheric warming events // J. of Geophys. Res.: Space Phys. 2010. Vol. 115. Issue A9.
- Goncharenko L.P., Chau J.L., Liu H.L., and Coster A.J. Unexpected connections between the stratosphere and ionosphere // Geophys. Res. Lett. 2010a. Vol. 37. L10101.
- Goncharenko L.P., Coster A.J., Chau J.L., and Valladares C.E. Impact of sudden stratospheric warmings on equatorial ionization anomaly // J. Geophys. Res. 2010b. Vol. 115.
- Goncharenko L.P., Chau J.L., Condor P., Coster A., and Benkevitch L. Ionospheric effects of sudden stratospheric warming during moderate-to-high solar activity: Case study of January 2013 // Geophys. Res. Lett. 2013. Vol.40. P. 1-5. doi:10.1002/grl.50980.
- Harada Y., Goto A., Hasegawa H., and Fujikawa N. A Major Stratospheric Sudden Warming Event in January 2009 // J. of the Atmos. Sci. 2010. Vol. 67. P. 2056–2069.
- Labitzke K. Stratospheric-mesospheric midwinter disturbances: a summary of observed characteristics // J. Geophys. Res. 1981. Vol. 86. No. C10. P. 9665–9678.
- Labitzke K., Kunze M. On the remarkable Arctic winter 2008/2009 // J. Geophys. Res. 2009. Vol. 114. D00I02.
- Mannucci A.J., Wilson B.D., Yuan D.N., Ho C.H., Lindqwister U.J., and Runge T.F. A global mapping technique for GPS-derived ionospheric total electron content measurements // Radio Sci. 1998. Vol. 33. No. 3. P. 565–582.
- Matsuno T. A dynamical model of the Stratospheric Sudden Warming // J. of Atmos. Sci. 1971. Vol. 28. P. 1479–1494.
- Pancheva D., Mukhtarov P. Stratospheric warmings: The atmosphere–ionosphere coupling paradigm // J. of Atmos. and Solar-Terr. Phys. 2011. Vol. 73. P. 1697–1702.
- Pedatella N.M., Forbes J.M. Evidence for stratosphere sudden warming-ionosphere coupling due to vertically propagating tides // Geophys. Res. Lett. 2010. Vol. 37, L11104.
- Perevalova N.P., Polyakova A.S., Zalizovski A.V. Diurnal variations of the total electron content under quiet helio-geomagnetic conditions // J. Atmos. and Solar-Terr. Phys. 2010. Vol. 72. P. 997–1007.
- Schoeberl M.R. Stratospheric Warmings: Observations and Theory // Rev. of Geophys. and Space Phys. 1978. Vol. 16. No. 4. P. 251–538.
- Sumod S.G., Pant T.K., Jose Lijo, Hossain M.M., Kumar K.K. Signatures of Sudden Stratospheric Warming on the Equatorial Ionosphere-Thermosphere System // Planetary and Space Sci. 2012. Vol. 63–64. P. 49–55.
- Yue X., Schreiner W.S., Lei J., Rocken C., Hunt D.C., Kuo Y.-H., and Wan W. Global ionospheric response observed by COSMIC satellites during the January 2009 stratospheric sudden warming event // J. Geophys. Res. 2010. Vol. 115. A00G09.