Метод диагностики насыщения внутренних волн и определения их характеристик в атмосфере Земли по данным радиозондовых измерений

Известно, что внутренние гравитационные волны (ВГВ) воздействуют на структуру и циркуляцию атмосферы Земли путем переноса энергии и импульса вверх из нижней атмосферы. Наблюдения флуктуаций температуры и скорости ветра в средней атмосфере показали, что волновые амплитуды возрастают с увеличением высоты, однако недостаточно быстро, чтобы соответствовать амплитудному росту из-за экспоненциального уменьшения плотности в отсутствие диссипации энергии. Линейная теория насыщенных ВГВ объясняет такой темп роста волновых амплитуд следующим образом: превышение амплитудой порогового значения будет приводить к сдвиговой неустойчивости и возникновению турбулентности, которая препятствует дальнейшему росту волновой амплитуды. Положение о насыщении ВГВ играет ключевую роль, как для теории, так и для практических исследований внутренних волн в атмосферах планет [1–4], поэтому изучение процессов насыщения волн является актуальной задачей.
В докладе обсуждается метод идентификации дискретных волновых событий и диагностики степени насыщения ВГВ по данным анализа одновременных радиозондовых измерений температуры и скорости ветра в атмосфере Земли. Приведены результаты определения реальных и пороговых амплитуд, степени насыщения и других характеристик идентифицированных ВГВ.
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Программы №22 Президиума РАН и гранта РФФИ № 13-02-00526-а.
Ссылки:
1. Gubenko V.N., Pavelyev A.G., Andreev V.E. Determination of the intrinsic frequency and other wave parameters from a single vertical temperature or density profile measurement // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. № D08109, doi:10.1029/2007JD008920.
2. Gubenko V.N., Pavelyev A.G., Salimzyanov R.R., Pavelyev A.A. Reconstruction of internal gravity wave parameters from radio occultation retrievals of vertical temperature profiles in the Earth’s atmosphere // Atmos. Meas. Tech. 2011. V. 4. № 10. P. 2153–2162, doi:10.5194/amt-4-2153-2011.
3. Губенко В.Н., Павельев А.Г., Салимзянов Р.Р., Андреев В.Е. Методика определения параметров внутренней гравитационной волны по измерению вертикального профиля температуры или плотности в атмосфере Земли // Космич. исслед. 2012. Т. 50. № 1. С. 23–34.
4. Губенко В.Н., Кириллович И.А., Павельев А.Г., Салимзянов Р.Р., Андреев В.Е. Характеристики внутренних волн в атмосфере Марса, полученные на основе анализа вертикальных профилей температуры миссии Mars Global Surveyor // Астрон. вестн. 2013. Т. 47. № 6 (в печати).