ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 4. С. 283-294

Влияние метеорологических возмущений в феврале – марте 2016 г. на состояние верхней нейтральной атмосферы и ионосферы над Восточной Сибирью

И.В. Медведева 1 , К.Г. Ратовский 1 
1 Институт солнечно-земной физики СО РАН, Иркутск, Россия
Одобрена к печати: 31.07.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-4-283-294
Представлены результаты исследования состояния нейтральной верхней атмосферы и ионосферы в регионе Восточной Сибири в периоды действия минорного зимнего внезапного стратосферного потепления (ВСП) в начале февраля и финального стратосферного потепления в начале марта 2016 г. Использованы данные проводимых в Геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН (51,8° с. ш., 103,1° в. д., Торы) спектрометрических измерений параметров излучения молекулы гидроксила ОН(6-2), 834,0 нм, и Атмосферной системы молекулярного кислорода О2(0-1), 864,5 нм, возникающего на высотах мезопаузы и нижней термосферы (МНТ), и данные вертикального зондирования о максимуме электронной концентрации NmF2, полученные на иркутском ионозонде DPS-4 (52,3° с. ш., 104,3° в. д.). Для анализа привлекались спутниковые температурные данные MLS Aura и данные реанализа MERRA.
Анализ вариаций параметров эмиссий молекул гидроксила и кислорода, а также максимума электронной концентрации NmF2 в феврале 2016 г. выявил эффекты на высотах верхней атмосферы, вызванные действием стратосферных потеплений. В исследуемом регионе в области МНТ наблюдались рост интенсивностей эмиссий молекул гидроксила и кислорода, понижение температуры атмосферы и усиление проявления волновой активности. На высотах F2-области ионосферы обнаружены значительные положительные возмущения NmF2 в послеполуночные часы и существенное усиление амплитуды приливной компоненты возмущения NmF2. Выявленные эффекты могут быть вызваны интенсификацией волновой активности и усилением вертикального движения в атмосфере в результате действия стратосферных потеплений.
Ключевые слова: внезапное стратосферное потепление, атмосфера, ионосфера, эмиссия гидроксила, МНТ, максимум электронной концентрации, атмосферно-ионосферное взаимодействие
Полный текст

Список литературы:

  1. Варгин П. Н., Медведева И. В. Исследование температурного и динамического режимов внетропической атмосферы северного полушария в период внезапного стратосферного потепления зимой 2012–2013 гг. // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2015. Т. 51. № 1. С. 20–38. DOI: 10.7868/S0002351514060170.
  2. Медведева И. В., Ратовский К. Г. Сравнительный анализ атмосферной и ионосферной изменчивости по измерениям температуры области мезопаузы и максимума электронной концентрации NmF2 // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57. № 2. С. 236–248. DOI: 10.7868/S0016794017020109.
  3. Перминов В. И., Шефов Н. Н., Семенов А. И. О вращательной температуре гидроксильной эмиссии // Геомагнетизм и Аэрономия. 2007. Т. 47. № 6. С. 798–805.
  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. DOI: 10.7868/S0016794014020151.
  5. Шефов Н. Н., Семенов А. И., Хомич В. Ю. Излучение верхней атмосферы — индикатор ее структуры и динамики. М.: ГЕОС, 2006. 741 с.
  6. Chen G., Wu C., Zhang S., Ning B., Huang X., Zhong D., Qi H., Wang J., Huang L. Midlatitude ionospheric responses to the 2013 SSW under high solar activity // J. Geophysical Research: Space Physics. 2016. V. 121. P. 790–803. DOI: 10.1002/2015JA021980.
  7. Goncharenko L., Zhang S.-R. Ionospheric signatures of sudden stratospheric warming: Ion temperature at middle latitude // Geophysical Research Lett. 2008. V. 35. L21103. DOI: 10.1029/2008GL035684.
  8. Hoffman P., Singer W., Keuer D., Hocking W. K., Kunze M., Murayama Y. Latitudinal and longitudinal variability of mesospheric winds and temperatures during stratospheric warming events // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2007. V. 69. P. 2355–2366. DOI: 10.1016/j.jastp.2007.06.010.
  9. Labitzke K. Interannual variability of the winter stratosphere in the Northern hemisphere // Monthly Weather Review. 1977. V. 105. P. 762–770.
  10. Labitzke K., Naujokat B. The lower Arctic stratosphere in winter since 1952 // SPARC Newsletter. 2000. V. 15. P. 11–14.
  11. Medvedeva I., Ratovsky K. Studying atmospheric and ionospheric variabilities from long-term spectrometric and radio sounding measurements // J. Geophysical Research: Space Physics. 2015. V. 120. Iss. 6. P. 5151–5159. DOI: 10.1002/2015JA021289.
  12. Medvedeva I. V., Semenov A. I., Chernigovskaya M. A., Perminov V. I. Studying Manifestations of 2008–2011 Sudden Stratospheric Warmings in East-Siberia and European Russia // Geophysica. 2012. V. 48. No. 1–2. P. 91–103.
  13. Medvedeva I., Medvedev A., Ratovsky K., Shcherbakov A., Tolstikov M. Comprehensive study of disturbances of the neutral atmosphere and ionosphere parameters over Eastern Siberia during the 2013 January major sudden stratospheric warming // Advances in Space Research. 2015. V. 56. No. 9. P. 1877–1885. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2015.06.008.
  14. Oinats A. V., Kotovich G. V., Ratovsky K. G. Comparison of the main ionospheric characteristics measured by the Digisonde at Irkutsk in 2003 with IRI 2001 model data // Advances in Space Research. 2006. V. 37. No. 5. P. 1018–1022. DOI: 10.1016/j.asr.2005.12.011.
  15. Pedatella N. M., Maute A. Impact of the semidiurnal lunar tide on the midlatitude thermospheric wind and ionosphere during sudden stratosphere warmings // J. Geophysical Research: Space Physics. 2015. V. 120. No. 10. P. 10740–10753. DOI: 10.1002/2015JA021986.
  16. 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 // Advances in Space Research. 2014. V. 54. P. 2511–2517. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2014.01.027.
  17. Reinisch B. W., Haines D. M., Bibl K., Galkin I., Huang X., Kitrosser D. F., Sales G. S., Scaliet J. L. Ionospheric sounding in support of over-the-horizon radar // Radio Science. 1977. V. 32. No. 4. P. 1681–1694. DOI: 10.1029/97RS00841.
  18. Schwartz M. J., Lambert A., Manney G. L., Read W. G., Livesey N. J., Froidevaux L., Ao C. O., Bernath P. F., Boone C. D., Cofield R. E., Daffer W. H., Drouin B. J., Fetzer E. J., Fuller R. A., Jarnot R. F., Jiang J. H., Jiang Y. B., Knosp B. W., Krüger K., Li J.-L. F., Mlynczak M. G., Pawson S. J., Russell III M., Santee M. L., Snyder W. V., Stek P. C., Thurstans R. P., Tompkins A. M., Wagner P. A., Walker K. A., Waters J. W., Wu D. L. Validation of the Aura Microwave Limb Sounder temperature and geopotential height measurements // J. Geophysical Research. 2008. V. 113(D15). D15S11. DOI: 10.1029/2007JD008783.
  19. Shepherd M. G., Cho Y.-M., Shepherd G. G., Ward W., Drummond J. R. Mesospheric temperature and atomic oxygen response during the January 2009 major stratospheric warming // J. Geophysical Research. 2010. V. 115. A07318. DOI: 10.1029/2009JA015172.
  20. Shpynev B., Kurkin V., Ratovsky K., Chernigovskaya M., Belinskaya A., Grigorieva S., Stepanov A., Bychkov V., Pancheva D., Mukhtarov P. High-midlatitude ionosphere response to major stratospheric warming // Earth, Planets and Space. 2015. V. 67. No. 18. DOI: 10.1186/s40623-015-0187-1.
  21. Siskind D. E., Coy L., Espy P. Observations of stratospheric warmings and mesospheric coolings by the TIMED SABER instrument // Geophysical Research Lett. 2005. V. 32. L09804. DOI: 10.1029/2005GL022399.
  22. 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 // IEEE Xplore, from: General Assembly and Scientific Symposium URSI. 2014. URL: http://dx.doi.org/10.1109/URSIGASS.2014.6929752.
  23. Walterscheid R. L., Sivjee G. G., Roble R. G. Mesospheric and lower thermospheric manifestations of a stratospheric warming event over Eureka, Canada (80N) // Geophysical Research Lett. 2000. V. 27. No. 18. P. 2897–2900. DOI: 10.1029/2000GL003768.