Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 3. С. 137-146
Метеорологические эффекты ионосферной возмущенности над регионом Восточной Сибири по данным вертикального радиозондирования
М.А. Черниговская
1 , К.Г. Ратовский
1 , Б.Г. Шпынев
1 1 Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия
Исследуются проявления в ионосфере среднемасштабных атмосферных волн в высокоскоростных струйных течениях стратосферы и мезосферы. Под возмущениями ионосферы понимаются отклонения максимума электронной концентрации NmF2 от среднедневных значений. По данным архива реанализа ECMWF ERA-Interim выявлены среднемасштабные волновые движения в стратосфере на высоте 10 мб в осенне-зимний период (с ноября по февраль) в 2008–2010 гг., которые ассоциированы со стратосферными струйными течениями и могут быть источниками распространяющихся вверх гравитационных волн. Показано, что эти волновые возмущения передаются на высоты нижней мезосферы и выше и проявляются в виде перемещающихся атмосферных и ионосферных возмущений. Среднемасштабные волновые движения в стратосфере и мезосфере сопоставлены с ионосферными возмущениями над Иркутском и Норильском в 2008–2010 гг. Установлено, что динамические эффекты, связанные со стратосферным струйными течениями, проявляются на высотах ионосферы. Оценена зависимость этих эффектов от положения пункта наблюдения относительно зоны циркуляции струйного течения. Для обеих станций наибольшая изменчивость в ионосфере на высотах F2-слоя наблюдалась в зимнее время, а наименьшая – в летнее. Разница зима – лето более контрастна для Норильска.
Ключевые слова: нижняя и средняя атмосфера, ионосфера, взаимодействие слоев атмосферы, волновые возмущения
Полный текстСписок литературы:
- Куницын В.Е., Сураев С.Н., Ахмедов Р.Р. Моделирование распространения акустико-гравитационных волн в атмосфере для различных поверхностных источников // Вестник Моск. ун-та. Серия 3. Физика. Астрономия. 2007. № 2. С. 59-63.
- Черниговская М.А., Сутырина Е.Н., Ратовский К.Г. Метеорологические эффекты ионосферной возмущенности над Иркутском по данным вертикального радиозондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 2. С. 264-274.
- Dee D.P., Uppala S.M., Simmons A.J., Berrisford P., Poli P., Kobayashi S., Andrae U., Balmaseda M.A., Balsamo G., Bauer P., Bechtold P., Beljaars A.C.M., van de Berg L., Bidlot J., Bormann N., Delsol C., Dragani R., Fuentes M., Geer A.J., Haimberger L., Healy S.B., Hersbach H., H´olm E.V., Isaksen L., Kållberg P., Köhler M.,, Matricardi M., McNally A.P., Monge-Sanz B.M., Morcrette J.-J., Park B.-K., Peubey C., de Rosnay P., Tavolato C., Thépaut J.-N., Vitart F. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system // Q.J.R. Meteorol. Soc. 2011. Vol. 137. рр. 553–597. doi:10.1002/qj.828.
- Dudok De Wit T., Watermann J. Solar forcing of the terrestrial atmosphere // Comptes Rendus Geoscience. 2010. Vol. 342. No. 4. рр. 259-272.
- Hocke K., Schlegel K. A review of atmospheric gravity waves and travelling ionospheric disturbances: 1982-1995 // Ann. Geophys. 1996. Vol. 14. рр. 917-940.
- Hunsucker R.D., Hargreaves J.K. The High-Latitude Ionosphere and Its Effects on Radio Propagation. New York: Cambridge University Press, 2003. 617 p.
- Kazimirovsky E.S. Coupling from below as a source of ionospheric variability: a review // Ann. Geophys. 2002. Vol. 45. No. 1. рр. 11–29.
- Lastovicka J. Forcing of the ionosphere by waves from below // J. Atmos. and Solar-Terr. Phys. 2006. Vol. 68. рр. 479-497.
- Manney G.L., Hegglin M.I., Daffer W.H., Santee M.L., Ray E.A., Pawson S., Schwartz M.J., Boone C.D., Froidevaux L., Livesey N.J., Read W.G., Walker K.A. Jet characterization in the upper troposphere/lower stratosphere (UTLS): applications to climatology and transport studies // Atmos. Chem. Phys. 2011. Vol. 11. рр. 6115–6137. doi:10.5194/acp-11-6115-2011.
- Plougonven R., Snyder C. Inertia-gravity waves spontaneously generated by jets and fronts. Part I: Different baroclinic life cycles // J. Atmos. Sci. 2005. Vol. 64. рр. 2502-2520.
- Ratovsky K.G., Oinats A.V. Local empirical model of ionospheric plasma density derived from Digisonde measurements at Irkutsk // Earth, Planets and Space. 2011. Vol. 63. No. 4. рр. 351–357.
- Ratovsky K.G., Oinats A.V., Medvedev A.V. Regular features of the polar ionosphere characteristics from Digisonde measurements over Norilsk // Adv. Space Res. 2013. Vol. 51. No. 4. рр. 545–553.
- Ratovsky K.G., Medvedev A.V., Tolstikov M.V. Diurnal, seasonal and solar activity pattern of ionospheric variability from Irkutsk Digisonde data // Adv. Space Res. 2014a. http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2014. 08.001.
- Ratovsky K.G., Shi J.K., Oinats A.V., Romanova E.B. Comparative study of high-latitude, mid-latitude and low-latitude ionosphere on basis of local empirical models // Adv. Space Res. 2014b. Vol. 54. No. 3. рр. 509–516.
- Rishbeth H. F-regon links with the low atmosphere? // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2006. Vol. 68. рр. 469–478.
- Vadas S.L. Horizontal and vertical propagation of gravity waves in thermosphere from lower atmospheric and thermospheric sources // J. Geophys. Res. 2007. Vol. 112, 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. рр. 279–293.
- Yiğit E., Medvedev A.S. Internal wave coupling processes in Earth’s atmosphere // Adv. Space Res. 2015. Vol. 55. рр. 983–1003, http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2014.11.020.