Мезосферно-термосферные проявления стратосферных потеплений: совместное использование спутниковых и наземных измерений

Внезапные стратосферные потепления (ВСП) являются наиболее заметными событиями в зимней атмосфере, во время которых происходят сильные возмущения в температурном и ветровом режиме высотной области от 25 до 140 км длительностью от нескольких суток до нескольких недель [Cho et al., 2004; Funke et al., 2010]. В настоящей работе приводятся результаты комплексного исследования геофизических явлений в области верхней мезосферы и нижней термосферы (80-100 км) во время внезапных стратосферных потеплений 2008 и 2010 гг. Для исследования привлекались наземные ночные спектрофотометрические наблюдения инфракрасных полос атмосферного излучения гидроксила и молекулярного кислорода в Звенигороде (станция ИФА им. А.М. Обухова РАН) [Шефов и др., 2006], радиометеорные измерения ветра в Обнинске (ИЭМ НПО “Тайфун”) [Дьяченко и др., 1986] и температурные данные микроволнового лимбового зонда (MLS), установленного на борту спутника EOS Aura [Schwartz et al., 2008]. Наземные и космические данные достаточно хорошо дополняют друг друга. Данные спутника Aura дают возможность выявить пространственную структуру температурных полей, но значительно уступают наземным методам по диапазону значений времени суток. Благодаря комплексному подходу в исследовании появляется возможность отслеживать поведение всех основных составляющих динамики атмосферы во время стратосферных потеплений, включая планетарные волны, приливы и внутренние гравитационные волны.
По результатам настоящего исследования можно отметить, что:
(1) спутниковые температурные данные на высотах мезопаузы при ночных измерениях MLS/Aura вблизи Москвы довольно хорошо согласуются с температурой гидроксильного излучения;
(2) во время стратосферных потеплений ночные стандартные отклонения гидроксильной температуры, обусловленные атмосферными приливами, коррелируют с изменениями зонального ветра в области мезопаузы;
(3) реакция температурного режима высотной области 80-100 км на стратосферное потепление определяется в основном наложением планетарных волн разного периода и сильно зависит от долготы. Так, сильное отрицательное возмущение температуры во время ВСП 2010 года, зафиксированное наземным спектрофотометрическим методом в Звенигороде, существовало лишь в довольно узкой полосе долгот и смещалось к западу.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант №10-05-00198.

ЛИТЕРАТУРА
-Дьяченко В.А., Лысенко И.А., Портнягин Ю.А. Климатический режим ветра нижней термосферы. Обнинск: ВНИИГМИ-МЦД, 114 с 1986.
- Шефов Н.Н., Семенов А.И., Хомич В.Ю. Излучение верхней атмосферы – индикатор ее
структуры и динамики. М.: ГЕОС, 740 с. 2006.
- Cho Y.-M., Shepherd G.G., Won Y.-I., Sargoytchev S. et al. MLT cooling during stratospheric warming events // Geophys. Res. Lett. V.31. L10104, doi: 10.1029/2004GL019552. 2004.
- Funke B., Lopez-Puertas M., Bermejo-Pantaleon D. et al. Evidence for dynamical coupling from the lower atmosphere to the thermosphere during a major stratospheric warming // Geophys. Res. Lett. V.37. L13803, doi:10.1029/2010GL043619. 2010.
- Schwartz M. J., Lambert A., Manney G. L. et al. Validation of the Aura Microwave Limb Sounder temperature and geopotential height measurements, J. Geophys. Res. V. 113. D15S11, doi:10.1029/2007JD008783, 2008.