Проявление эффектов сезонной перестройки атмосферной циркуляции на высотах мезопаузы

Представлены результаты исследования температуры атмосферы в области мезопаузы, определяемой по измерению характеристик излучения гидроксила, в периоды весенней и осенней перестройки циркуляции средней атмосферы. Даты сезонной перестройки атмосферной циркуляции (изменение направления зонального потока на 60 с.ш. на высотном уровне 10 гПа с западного на восточное) были определены по данным реанализа MERRA. Анализ основан на данных спектрометрических измерений параметров эмиссии молекулы гидроксила (полоса (6-2), 834.0 нм, высота максимума излучения ~87 км), проводимых в патрульном режиме в Геофизической обсерватории Института солнечно-земной физики СО РАН (51.8°N, 103.1°E, Торы). Анализируемый период 2008-2019 гг. Измерения проводятся в ночное время суток, временное разрешение 10 минут. Вращательная температура молекулы гидроксила, вычисляемая по распределению первых трех линий Р-ветви колебательно-вращательной полосы ОН(6-2), соответствует температуре атмосферы на высоте излучения (область мезопаузы).
Известно, что межсуточные изменения температуры в мезосфере и нижней термосфере в основном обусловлены воздействием планетарных волн. Проанализированы остаточные вариации температуры после вычитания из ряда экспериментальных данных усредненных за каждую ночь значений температуры регулярного сезонного хода. Сезонные вариации определялись при помощи гармонического анализа. Подробно методика анализа представлена в работах (Перминов и др., 2014; Medvedeva and Ratovsky, 2015). Аппроксимация проводилась тремя первыми гармониками сезонных вариаций с периодами 12, 6 и 4 месяцев.
Проанализирована сезонная зависимость вариаций температуры области мезопаузы в результате активности планетарных волн в верхней атмосфере, которая показала наличие максимумов в зимние месяцы и около равноденствий. Выполнен анализ усредненных за ночь значений температуры мезопаузы и остаточных отклонений температуры после вычитания гармоник сезонных вариаций в периоды весенней и осенней перестройки атмосферной циркуляции (±30 дней от даты сезонной перестройки) для 2012-2018 гг. Обнаружено усиление температурной изменчивости в анализируемые временные интервалы. Выявлено, что в весенний период наибольшая температурная изменчивость наблюдается перед сезонной перестройкой атмосферной циркуляции. В осенний период, в большинстве случаев повышенная изменчивость температуры мезопаузы наблюдается после даты перестройки. В период, предшествующий осенней перестройке циркуляции атмосферы, наблюдаются пониженные значения температуры мезопаузы.
Возможной причиной выявленных эффектов могут быть возмущения динамики средней атмосферы и интенсификация волновой активности в периоды сезонной (весна/осень) перестройки атмосферной циркуляции.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта 17-05-00192-а. В работе были использованы экспериментальные данные ЦКП «Ангара» (http://ckp-rf.ru/ckp/3056/), полученные в рамках базового финансирования программы ФНИ II.16.