Влияние метеорологических возмущений в феврале-марте 2016 г. на состояние верхней нейтральной атмосферы и ионосферы

Представлены результаты исследования поведения параметров нейтральной верхней атмосферы и ионосферы в регионе Восточной Сибири в периоды действия внезапного зимнего стратосферного потепления (ВСП) типа «minor» в начале февраля и финального стратосферного потепления в начале марта 2016 г. Данные события сопровождались значительными возмущениями температуры и динамики средней атмосферы в высоких и средних широтах.
Использованы данные проводимых в Геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН (51.8°N, 103.1°E, Торы) спектрометрических измерений параметров эмиссий молекулы гидроксила (полоса ОН(6-2) 834.0 нм) и Атмосферной системы молекулярного кислорода (полоса 0-1, 864.5 нм), возникающих на высотах мезопаузы и нижней термосферы (МНТ), и данные вертикального зондирования о максимуме электронной концентрации NmF2, полученные на иркутском ионозонде DPS-4 (52.3° N, 104.3° E). Для анализа привлекались спутниковые данные измерений вертикальных профилей температуры MLS Aura и данные реанализа MERRA. При помощи методики, изложенной в (Medvedeva and Ratovsky, 2015), проведено исследование проявления активности волн различных временных масштабов на высотах МНТ и F2-области ионосферы в исследуемые периоды и их сопоставление с средними сезонными значениями.
Анализ вариаций параметров эмиссий ОН и О2 и максимума электронной концентрации NmF2 в феврале 2016 года выявил эффекты на высотах верхней атмосферы, вызванные действием ВСП типа “minor”, которое не сопровождалось сменой знака зональной циркуляции на 60N на уровне 10 гПа. В исследуемом регионе на высотах МНТ наблюдались рост интенсивностей эмиссий молекул гидроксила и кислорода в 1.5-2 раза и понижение температуры на ~20 К. На высотах F2-области ионосферы в период действия ВСП обнаружены значительные (до ~80%) положительные возмущения NmF2 в послеполуночные часы и существенное усиление (в ~ 2 раза относительно среднеквадратичных значений) амплитуды приливной компоненты возмущения NmF2.
В результате развития финального стратосферного потепления в начале марта 2016 г зимний циркумполярный вихрь был разрушен и уже больше не восстанавливался, т.е. произошла ранняя (5 марта) перестройка циркуляции. В вариациях параметров эмиссий ОН и О2 в начале марта наблюдались волнообразные возмущения с периодами 7-10 дней, а в период 14-17.03 - значительное, до ~300%, усиление их интенсивностей. В период перестройки зональной циркуляции в начале марта в период спокойной геомагнитной обстановки наблюдался эффект схожий с наблюдаемым в начале февраля, однако с заметно меньшей амплитудой возмущения. Выявленные эффекты могут быть вызваны интенсификацией активности атмосферных волн и усилением вертикального переноса атмосферных компонентов в результате действия стратосферных потеплений.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта № НШ-6894.2016.5 Президента РФ государственной поддержки ведущих научных школ РФ и Проекта РНФ № 14-37-00027.

Литература

Medvedeva, I., and K. Ratovsky. Studying atmospheric and ionospheric variabilities from long-term spectrometric and radio sounding measurements // J. Geophys. Res. Space Physics. 2015. V. 120, Issue 6. P.5151–5159. doi:10.1002/2015JA021289.