Особенности взаимодействия внутренних гравитационных волн с температурно-ветровыми структурами атмосферы при распространении в ионосферу

На основе численных расчетов лучевых траекторий рассмотрены характерные осо-бенности взаимодействия внутренних гравитационных волн (ВГВ) с температурно-ветровыми структурами атмосферы, определяющими эффективность прохождения ВГВ в ионосферу и возникновение в ней ионосферных отпечатков крупномасштабных тропосфер-ных вихрей. Показано, что эффективность проникновения ВГВ в ионосферу, местоположе-ние ионосферного отпечатка вихря существенно зависят от горизонтальной длины волны, а также наличия слоев вертикального и горизонтального отражений и критических слоев. В рассмотренной модели для оценки эффективности проникновения пакетов ВГВ в ионосферу необходимы данные по вертикальным профилям частоты Вяйсяля-Брента N(z) и крупномас-штабных зональных потоков U(z). Исследованы факторы, ограничивающие проникновение ВГВ в ионосферу, а именно: критические слои и слои вертикального отражения пакетов. При попутном относительно ветра распространении на некоторых высотах могут возникать кри-тические слои, в окрестности которых как вертикальная длина волны, так и групповая ско-рость волнового пакета стремятся к нулю. В результате ВГВ неограниченно замедляется и полностью поглощается в критическом слое за счет вязкости. Следовательно, критические слои блокируют прохождение внутренних гравитационных волн в ионосферу. Для некото-рых случаев выбора исходных параметров задачи определены типичные времена достижения пакетом ВГВ ионосферы и его характерные горизонтальные смещения. Наблюдается силь-ное замедление пакета в области высот, где вертикальное волновое число достаточно велико. Время прохождения таких слоев может быть порядка часов при горизонтальном смещении порядка тысяч километров. Численные расчеты демонстрируют большое разнообразие воз-можных сценариев взаимодействия ВГВ с фоновыми температурно-ветровыми структурами атмосферы в зависимости от вертикальных профилей N(z), U(z).
Проведенный анализ представляет интерес для изучения ионосферных индикаторов и предвестников развития крупномасштабных кризисных процессов в атмосфере (включая спутниковые эксперименты), а также для планирования экспериментов по мониторингу зон атмосферных природных катастроф.