Девятнадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»
XIX.I.193
Регулярный вертикальный и турбулентный перенос и его влияние на динамику мезосферы и нижней термосферы Земли
Бахметьева Н.В. (1), Григорьев Г.И. (1), Калинина Е.Е. (1), Першин А.В. (1), Жемяков И.Н. (1), Виноградов Г.Р. (1)
(1) НИРФИ ННГУ им. Н. И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
В работе приведены результаты недавних исследований динамики нижней ионосферы Земли на высотах 50–150 км. Горизонтальные и вертикальные движения среды, регулярные и хаотичные, влияют на перераспределение как заряженных частиц, так и нейтральной компоненты, тем самым влияя на параметры нейтральной и ионизованной составляющих нижней ионосферы. Вертикальный перенос ионов и электронов приводит к образованию спорадических слоев Е (Es). Турбулентные движения и атмосферные волны обуславливают вариации температуры и плотности нейтральной компоненты, вносят заметный вклад в динамику нижней ионосферы.
В последние годы большое внимание было уделено исследованию вертикального распределения температуры и плотности нейтральной компоненты, определению высоты турбопаузы, скоростей вертикального регулярного и турбулентных движений, влияния атмосферных волн и турбулентных явлений на характеристики сигналов, рассеянных искусственными периодическими неоднородностями. В работе приводятся новые результаты этих исследований.
Высотно-временные зависимости регулярной вертикальной и турбулентной скоростей, температуры и плотности нейтральной компоненты получены в исследованиях, выполняемых на нагревном стенде СУРА (56,15 N;46,11 E) методом резонансного рассеяния радиоволн на искусственных периодических неоднородностях ионосферной плазмы (ИПН), создаваемых в поле стоячей волны, образующейся при отражении от ионосферы мощного высокочастотного радиоизлучения. Указанные параметры определяются на стадии разрушения (релаксации) неоднородностей после окончания воздействия на ионосферу, то есть характеризуют фоновую (невозмущенную) среду. Нами получен большой объем данных, на основе анализа которого был сделан вывод о значительном вкладе внутренних гравитационных волн и атмосферной турбулентности в характеристики сигналов, рассеянных ИПН, в вариации высотных профилей и временных зависимостей важнейших характеристик нейтральной компоненты на высотах мезосферы и нижней термосферы. Получены характеристики волн и параметры турбулентности.
Работа выполнена при поддержке РНФ по проекту № 20-17-00050. Проведение экспериментов на стенде СУРА в 2021 г. обеспечивалось Першиным А.В. в рамках базовой части Государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ по проекту № 0729-2020-0057.
Ключевые слова: нижняя ионосфера, нагрев, искусственные периодические неоднородности, температура, плотность, вертикальная скорость, атмосферные волны, турбулентность
Литература:
- Беликович В.В., Бенедиктов Е.А., Толмачева А.В., Бахметьева Н.В. Исследование ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей. – Нижний Новгород. ИПФ РАН. 1999. 155 с.
- Bakhmet’eva N.V., Grigoriev G.I., Tolmacheva A.V., and Kalinina E.E. Atmospheric Turbulence and Internal Gravity Waves Examined by the Method of Artificial Periodic Irregularities // Russian Journal of Physical Chemistry B, 2018, Vol. 12, No. 3, pp. 510–521.
- Bakhmetieva N.V., Vyakhirev V.D., Kalinina E.E., Komrakov G.P. Earth’s Lower Ionosphere during Partial Solar Eclipses According to Observations near Nizhny Novgorod // Geomagnetism and Aeronomy, 2017, Vol. 57, No. 1, pp. 58–71.
- Nataliya V. Bakhmetieva , Gennady I. Grigoriev, Ariadna V. Tolmacheva and Ilia N. Zhemyakov. Investigations of Atmospheric Waves in the Earth Lower Ionosphere by Means of the Method of the Creation of the Artificial Periodic Irregularities of the Ionospheric Plasma Atmosphere, 2019, 10, 450; doi:10.3390/atmos10080450.
- Бахметьева Н.В., Вяхирев В.Д., Григорьев Г.И , Егерев М.Н., Калинина Е Е. , Толмачева А.В., Жемяков И.Н., Виноградов Г.Р., Юсупов К. М. Динамика мезосферы и нижней термосферы по результатам наблюдений на стенде СУРА // Геомагнетизм и аэрономия, 2020, т. 60, № 1, с. 99–115.
Видео доклада
Дистанционное зондирование ионосферы
399