Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 14–18 ноября 2022 г.

(http://conf.rse.geosmis.ru)

XX.I.278

Тропический циклон как источник возмущений ионосферы в широком высотном интервале.

Захаров В.И. (1,2,3), Шалимов С.Л. (3,4), Сигачев П.К. (1,3)
(1) МГУ имени М.В. Ломоносова, физический факультет, Москва, Россия
(2) Институт физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН, Москва, Россия
(3) Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва, Россия
(4) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Тропический циклон (ТЦ) или тайфун является одним из самых крупных метеопроцессов в атмосфере Земли, который проходит с выделением большой энергии в ходе своей эволюции. Процессы, происходящие в нижней атмосфере Земли не только определяют погоду, но и влияют на состояние верхней атмосферы. Механизмы такого влияния различны, среди них есть и волновой. Доказано возбуждение колебаний высотного и общего содержания озона (соответственно, ОСО и ВРО) под действием волн от тропических циклонов [1,2]. В ряде случаев акустико-гравитационные и внутренние гравитационные волны, генерируемые ТЦ [1], не только оказывают влияние на атмосферу в виде модуляции параметров озонового слоя на высотах стратосферы, но и передают возмущение выше, на высоты ионосферы [3].
С использованием региональной сети станций сверхдлинноволнового (СДВ) радиопросвечивания в Дальневосточном регионе России и измерений возмущений электронной плотности посредством спутников миссии SWARM исследован отклик нижней и верхней ионосферы на прохождение тайфуна Faxai 2019 (или событии TC 1915 по каталогу JMA - Японского метеорологического агентства [4].
Удается выделить несколько удачных пролетов спутников SWARM [1] относительно эпицентра тайфуна, из них более чем в половине случаев оказалось возможным уверенно выделить возмущения электронной концентрации на высотах 450 и 530 км с относительной амплитудой от 3 до 10%. Удачной регистрации возмущений способствовало то, что область локализации возмущения, связанного с ТЦ в ионосфере оказывается больше, чем в атмосфере, что является косвенным подтверждением волновой структуры этих возмущений [2,3]. В целом полученные результаты соответствуют теоретическим оценкам области с учетом дисперсионных соотношений для ВГВ. Отметитм, что в ряде случаев структура зарегистрированных откликов напоминает интерференционную картину от нескольких источников
В работе также проведен анализ возмущений [2] амплитуды и фазы СДВ сигнала передатчика NWC (21.78°S, 114.15°E), принимаемого станциями на Камчатке, Сахалине и Японии во время активной стадии тайфуна. Вейвлет анализ изучаемых сигналов показывает наличие волн в диапазоне периодов 8 – 55 мин, что также соответствует атмосферным внутренним гравитационным волнам (ВГВ).
Реализованный в работе анализ носит общий характер, а приведенные экспериментальные данные демонстрируют волновые возмущения амплитуды и фазы СДВ сигнала, а также электронной плотности во время активной стадии тайфуна и позволяют проследить отклик на атмосферное возмущение в широком интервале высот.
Исследование выполнено при частичном финансировании РНФ (проект № 22-27-00182) и ГосЗадания МГУ (тема 01200408544).

Ключевые слова: тропический циклон, внутренние волны, СВД, ионосфера, электронная концентрация SWARM, вейвлет- анализ
Литература:
  1. Olsen N., Friis-Christensen E., Floberghagen R. et al. The Swarm Satellite Constellation Application and Research Facility (SCARF) and Swarm data products // Earth, Planets and Space. V. 65. P. 1189-1200. 2013.
  2. Rozhnoi A., Shalimov S., Solovieva M., et all. Tsunami-induced phase and amplitude perturbations of subionospheric VLF signals // J. Geophys. Res. V. 117. A09313. 2012. doi: 10.1029/2012JA017761.
  3. Zakharov V.I., Sigachev P.K. Ionospheric disturbances from tropical cyclones // Adv. Space Res. V. 69. N 11. P.132-141. 2022. doi:10.1016/j.asr.2021.09.025
  4. https://www.jma.go.jp/jma/indexe.html

Презентация доклада

Видео доклада



Ссылка для цитирования: Захаров В.И., Шалимов С.Л., Сигачев П.К. Тропический циклон как источник возмущений ионосферы в широком высотном интервале. // Материалы 20-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2022. C. 363. DOI 10.21046/20DZZconf-2022a

Дистанционное зондирование ионосферы

363