Исследование волновой активности в верхней нейтральной атмосфере и ионосфере в периоды действия зимних внезапных стратосферных потеплений различного типа

Представлены результаты исследования активности атмосферных волн различных временных масштабов на высотах мезопаузы (80-100 км) и ионосферной F2-области в периоды действия зимних внезапных стратосферных потеплений (ВСП) различного типа в 2016-2019 гг. Анализ проведен с использованием экспериментальных данных о вращательной температуре молекулы гидроксила (полоса ОН(6-2) 834.0 нм), получаемой из спектрометрических измерений в Геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН (51.8°N, 103.1°E, Торы), и о максимуме электронной концентрации NmF2, по данным вертикального зондирования на иркутском ионозонде DPS-4 (52.3° N, 104.3° E). Вращательная температура молекулы гидроксила отображает температуру атмосферы на высотах мезопаузы. Исследование выполнено при помощи методики оценки атмосферной и ионосферной изменчивости, изложенной в (Medvedeva and Ratovsky, 2015), которая позволяет анализировать проявление волновой активности в широком диапазоне высот верхней атмосферы. В качестве характеристики атмосферной изменчивости использованы стандартные отклонения температуры мезопаузы в годовом и ночном ходе, с помощью которых можно анализировать проявление активности волновых процессов различного временного масштаба в верхней атмосфере (Перминов и др., 2014, Medvedeva and Ratovsky, 2015). В качестве характеристики ионосферной изменчивости использована изменчивость максимума электронной концентрации F2-области (NmF2). Исследованы и сопоставлены вариации в различных временных периодах: межсуточные вариации (T > 24 ч.), приливные вариации (8 ч. ≤ T ≤ 24 ч.), а также вариации с периодами внутренних гравитационных волн (T < 8 ч.). Полученные при помощи данной методики значения атмосферной и ионосферной изменчивости во время действия ВСП сопоставлены со средними сезонными значениями. Обнаружены значительные различия проявления волновой активности на высотах мезопаузы и ионосферной F2-области в периоды действия ВСП различного типа. Во время незначительного (minor) ВСП в феврале 2016 г. наибольшие эффекты наблюдались в увеличении активности внутрисуточной атмосферной и ионосферной изменчивости с периодами приливов и внутренних гравитационных волн. Значения температурной изменчивости, вызванной приливами и ВГВ, увеличились до ~200% и ~500% по сравнению со средними сезонными значениями; ионосферная возмущенность в приливном диапазоне выросла до 200%. Значительное (major) ВСП в феврале 2018 г. привело к усилению межсуточной атмосферной и ионосферной изменчивости (до ~500% и до ~300% по сравнению со средними сезонными значениями, соответственно), которая может быть вызвана интенсификацией активности планетарных волн в верхней атмосфере.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 18-17-00042). В работе были использованы экспериментальные данные ЦКП «Ангара» (http://ckp-rf.ru/ckp/3056/), полученные в рамках базового финансирования программы ФНИ II.16.