ВЛИЯНИЕ КРУПНЫХ АТМОСФЕРНЫХ ВИХРЕЙ НА ИОНОСФЕРУ ЗЕМЛИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На примере тропических циклонов рассмотрены случаи влияния крупных атмосферных вихрей на стратосферу, верхнюю атмосферу и ионосферу. Для стратосферных высот озонового слоя это влияние выражено в вариациях концентрации озона и его общего содержания, в верхней атмосфере и ионосфере это выражается в возмущениях электронной концентрации. Для анализа таких возмущений в верхней атмосфере использованы данные региональной сети станций СДВ-радиопросвечивания. Исследования ионосферы также проведены с использованием наблюдений на спутниках группировки Swarm. Экспериментальные данные позволяют установить, что возможным механизмом передачи возмущений в атмосфере является волновой. Проведены теоретические оценки частот генерации волн циклонами по метеоданным. Часть спектра внутренних гравитационных волн, генерируемых циклоном, достигают стратосферы и ионосферы и способны вызывать не только вариации общего содержания озона в стратосфере, но и вариации фазы и амплитуды СДВ-сигнала на высотах нижней ионосферы, а также непосредственно вариации плотности плазмы в верхней ионосфере. Структура выделенных откликов показывает возможность взаимодействия внутренних волн от разных источников.

Об авторах

В. И. Захаров

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ); Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН (ИФА РАН); Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН)

Email: zvi_555@list.ru
Москва, Россия

М. С. Соловьева

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН)

Москва, Россия

С. Л. Шалимов

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН); Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН)

Москва, Россия

Список литературы

  1. Абурджаниа Г.Д., Харшиладзе О.А., Чаргазиа Х.З. Самоорганизация ВГВ структур в неоднородной поносфере. 2. Нелинейные вихревые структуры // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 53. № 6. С. 797–808. 2013. https://doi.org/10.7868/S0016794013060023
  2. Ванина-Дарт Л.Б., Покровская И.В., Шарков Е.А. Реакция нижней экваториальной поносферы на сильные тропические возмущения // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 48. № 2. С. 255–260. 2008.
  3. Ванина-Дарт Л.Б., Шарков Е.А. Основные результаты современных исследований физических механизмов взаимодействия тропических циклонов и поносферы // Исследование Земли из космоса. № 3. С. 75–83. 2016. https://doi.org/10.7868/S020596141603009X
  4. Данилов А.Д., Казимировский Э.С., Вергасова Г.В., Хачикян Г.Я. Метеорологические эффекты в поносфере. Л.: Гидрометеоиздат, 268 с. 1987.
  5. Дробязко И.Н., Красильников В.Н. Генерация акустико-гравитационных волн атмосферной турбулентистоты // Изв. вузов. Радиофизика. Т. 28. № 11. С. 1357–1365. 1985.
  6. Захаров В.И., Куницын В.Е. Региональные особенности атмосферных проявлений тропических циклонов по данным наземных GPS сетей // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 52. № 4. С. 562–574. 2012.
  7. Захаров В.И., Пилипенко В.А., Грушин В.А., Хамидуллин А.Ф. Влияние тайфуна VongFong 2014 на поносферу и геомагнитное поле по данным спутников SWARM: 1. Волновые возмущения поносферной плазмы // Солнечно-земная физика. Т. 5. № 2. С. 114–123. 2019. https://doi.org/10.12737/szf-52201914
  8. Захаров В.И., Соловьева М.С., Шалимов С.Л., Акперов М.Г., Коркина Г.М., Булатова Н.Р. Отклик верхней атмосферы на внетропические циклоны // Солнечно-земная физика. Т. 11. № 1. С. 77–87. 2025. https://doi.org/10.12737/szf-111202509
  9. Костин В.М., Беляев Г.Г., Бойчев Б., Овчаренко О.Я., Трушкина Е.П. Моносферные предвестники усиления уединенных тропических циклонов по данным спутников ИКБ-1300 и Космос-1809 // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 55. № 2. С. 258–273. 2015. https://doi.org/10.7868/S0016794015020121
  10. Нерушев А.Ф. Воздействие интенсивных атмосферных вихрей на озоновый слой Земли. СПб.: Гидрометеоиздат, 223 с. 2003.
  11. Шалимов С.Л., Захаров В.И., Соловьева М.С., Булатова Н Р., Коркина Г.М., Сигачев П.К. Об отклике поносферы на сильные тропосферные возмущения // Исследование Земли из космоса. № 6. С. 106–117. 2023. https://doi.org/10.31857/S0205961423060088
  12. Шалимов С.Л., Соловьева М.С. Отклик поносферы на прохождение тайфунов по наблюдениям методом СДВ радиопросвечивания // Солнечно-земная физика. Т. 8. № 3. С. 54–61. 2022. https://doi.org/10.12737/szf-83202208
  13. Шулейкин В.В. Расчет развития движения и затухания тропических ураганов и главных волн, создаваемых ураганами. Л.: Гидрометеоиздат, 96 с. 1978.
  14. Ясюкевич Ю.В., Едемский И.К., Перевалова Н.П., Полякова А.С. Отклик поносферы на гелио- и геофизические возмущающие факторы по данным GPS. Иркутск: ИГУ, 160 с. 2013.
  15. Al-Kallas S., Al-Mutairi M., Basset H.A., Badawy A., Abdeldym A., Morsy M. Ozone variation during the development of a tropical cyclone: Case study // Atmosphere. V. 12. № 12. ID 1582. 18 p. 2021. https://doi.org/10.3390/atmos12121582
  16. Bertin F., Testud J., Kersley L. Medium scale gravity waves in the ionosphere: F-region and their possible origin in weather disturbances // Planet. Space Sci. V. 23. № 3. P. 493–507. 1975. https://doi.org/10.1016/0032-0633(75)90120-8
  17. Chou M.Y., Lin C.H., Yue J., Tsai H.F., Sun Y.Y., Liu J.Y., Chen C.H. Concentric traveling ionosphere disturbances triggered by Super Typhoon Meranti (2016) // Geophys. Res. Lett. V. 44. № 3. P. 1219–1226. 2017a. https://doi.org/10.1002/2016GL072205
  18. Chou M.Y., Lin C.H., Yue J., Chang L.C., Tsai H.F., Chen C.H. Medium-scale traveling ionospheric disturbances triggered by Super Typhoon Nepartak (2016) // Geophys. Res. Lett. V. 44. № 15. P. 7569–7577. 2017b. https://doi.org/10.1002/2017GL073961
  19. Das B., Sen A., Pal S., Haldar P.K. Response of the sub-ionospheric VLF signals to the super cyclonic storm Amphan: First observation from Indian subcontinent // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. V. 220. ID 105668. 2021. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2021.105668
  20. Forbes J.M., Palo S.E., Zhang X. Variability of the ionosphere // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. V. 62. № 8. P. 685–693. 2000. https://doi.org/10.1016/S1364-6826(00)00029-8
  21. Haldoupis C., Shalimov S. On the altitude dependence and role of zonal and meridional wind shears in the generation of E region metal ion layers // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. V. 214. ID 105537. 2021. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2021.105537
  22. Hocke K., Schlegel K. A review of atmospheric gravity waves and traveling ionospheric disturbances: 1982–1995 // Ann. Geophys. V. 14. № 9. P. 917–940. 1996. https://doi.org/10.1007/s00585-996-0917-6
  23. Hocke K., Kampfer N., Flury T. Ozone as a tracer of short period gravity waves in the stratosphere and lower mesosphere // Abstracts book EGU General Assembly, 19–24 April 2009, Vienna, p. 9794. https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2009/EGU2009-9794.pdf
  24. Kelley M.C., Heelis R.A. The Earth’s Ionosphere: Plasma Physics and Electrodynamics. San Diego, CA: Academic Press, 487 p. 1989.
  25. Li D., Vogel B., Müller R., Bian J., Günther G., Riese M. Tropical cyclones reduce ozone in the tropopause region over the Western Pacific: An analysis of 18 years ozone sound profiles // Earth’s Future. V. 9. № 2. ID e2020EF001635. 2021. https://doi.org/10.1029/2020EF001635
  26. Medvedev А.V., Ratovsky K.G., Tolstikov M.V., Oinats A.V., Alsatkin S.S., Zherebtsov G.A. Relation of internal gravity wave anisotropy with neutral wind characteristics in the upper atmosphere // J. Geophys. Res. — Space. V. 122. № 7. P. 7567–7580. 2017. https://doi.org/10.1002/2017JA024103
  27. Olsen N., Friis-Christensen E., Floberghagen R. et al. The Swarm Satellite Constellation Application and Research Facility (SCARF) and Swarm data products // Earth Planets Space. V. 65. № 11. P. 1189–1200. 2013. https://doi.org/10.5047/cps.2013.07.001
  28. Pilewskie J., Stephens G., Takahashi H., L'Ecuyer T. A multi-satellite perspective on “Hot Tower” characteristics in the equatorial trough zone // Surv. Geophys. V. 45. № 6. P. 1933–1958. 2024. https://doi.org/10.1007/s10712-024-09868-2
  29. Polyakova A.S., Perevalova N.P. Investigation into impact of tropical cyclones on the ionosphere using GPS sounding and NCEP/NCAR reanalysis data // Adv. Space Res. V. 48. № 7. P. 1196–1210. 2011. https://doi.org/10.1016/j.asr.2011.06.014
  30. Polyakova A.S., Perevalova N.P. Comparative analysis of TEC disturbances over tropical cyclone zones in the North-West Pacific Ocean // Adv. Space Res. V. 52. № 8. P. 1416–1426. 2013. https://doi.org/10.1016/j.asr.2013.07.029
  31. Rozhnoi A., Solovieva M., Levin B., Hayakawa M., Fedun V. Meteorological effects in the lower ionosphere as based on VLF/LF signal observations // Nat. Hazard. Earth Sys. V. 14. № 10. P. 2671–2679. 2014. https://doi.org/10.5194/nhess-14-2671-2014
  32. Singh D., Singh V. Impact of tropical cyclone on total ozone measured by TOMS–EP over the Indian region // Curr. Sci. India. V. 93. № 4. C. 471–476. 2007. http://www.jstor.org/stable/24099213
  33. Thomson N.R. Experimental daytime VLF ionospheric parameters // J. Atmos. Sol. -Terr. Phy. V. 55. № 2. P. 173–184. 1993. https://doi.org/10.1016/0021-9169(93)90122-F
  34. Thomson N.R., Clilverd M.A. Solar cycle changes in daytime VLF subionospheric attenuation // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. V. 62. № 7. P. 601–608. 2000. https://doi.org/10.1016/S1364-6826(00)00026-2
  35. Vadas S.L., Fritts D.C. Influence of solar variability on gravity wave structure and dissipation in the thermosphere from tropospheric convection // J. Geophys. Res. — Space. V. 111. № 10. ID A10512. 25 p. 2006. https://doi.org/10.1029/2005JA011510
  36. Zakharov V.I., Sigachev P.K. Ionospheric disturbances from tropical cyclones // Adv. Space Res. V.69. № 1. P. 132–141. 2022. https://doi.org/10.1016/j.asr.2021.09.025
  37. https://giovanni.gsfc.nasa.gov/giovanni/
  38. http://ultramsk.com
  39. http://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/s/Swarm
  40. http://space.newscientist.com/article/dn7929
  41. https://www.jma.go.jp/jma/indexe.html
  42. https://worldview.earthdata.nasa.gov
  43. https://ladsweb.modaps.cosdis.nasa.gov

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).