Моделирование свечения возбужденного гидроксила с использованием модели WACCM-X

В дистанционном зондировании спутникового и наземного базирования широко используются спектрометрические измерения свечений атмосферного воздуха в видимом и инфракрасном диапазонах. Свечения, производимые возбужденными молекулами кислорода, озона и гидроксила, являются основными источниками информации об атмосфере на высотах мезопаузы. Они активно измеряются системами наземного базирования в РФ на станциях различных институтов РАН. В частности, наблюдения в спектральных линиях, соответствующих вращательным переходам возбужденного гидроксила, используются для определения термодинамической температуры воздуха и далее используются для исследования динамики мезопаузы: волновой активности (гравитационные волны, атмосферные и лунные приливы, планетарные волны), воздействия внезапных стратосферных потеплений, квазидвухлетних осцилляций, климатических процессов в тропосфере, геомагнитных возмущений, солнечных циклов, а также для определения многолетнего тренда температуры мезопаузы. При этом обычно полагают, что излучающие слои гидроксила разных переходов представляют собой унимодальные функции с пиками на высоте около 87 км и шириной 8-9 км. Однако результаты моделирования (Grygalashvyly et al. 2014) и спутниковые наблюдения (Mlynczak et al. 2013) показывают, что высотное положение пиков концентрации возбужденного гидроксила в течение года значительно варьируется в диапазоне высот 80-90 км. Поэтому использование более достоверных представлений о распределении возбужденного гидроксила значительно улучшит интерпретацию результатов наземных наблюдений.
Данный доклад посвящен глобальному моделированию распределения возбужденного гидроксила. В докладе представлена модель (Grygalashvyly et al. 2014, Panka et al. 2021) релаксации возбужденного гидроксила, полученного в результате реакции атомарного водорода с озоном. Данная модель применена к результатам глобального моделирования атмосферы посредством модели WACCM-X (WACCM with thermosphere and ionosphere extension), которая, в свою очередь, является версией WACCM (The Whole Atmosphere Community Climate Model) включающей моделирование ионосферы и термосферы до высот порядка 500км (Liu et al. 2018). В докладе представлены результаты моделирования, приведен обзор технических моментов, связанных с работой WACCM-X на базе ИПФ РАН.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда No 25-27-00242, https://rscf.ru/project/25-27-00242/