ВНУТРЕННИЕ ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ В ДВИЖУЩЕЙСЯ ИОНОСФЕРЕ

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Рассмотрено влияние ветра в ионосфере на характеристики внутренних гравитационных волн. Показано, что взаимодействие ветра в ионосфере с геомагнитным полем приводит к появлению силы Ампера, вертикальный градиент которой модифицирует свойства волн. Получены уравнения внутренних гравитационных волн в движущейся ионосфере. Проанализированы дисперсионные характеристики волн. Рассмотрена генерация волн линейным и точечным источниками и их распространение в подвижной ионосфере. Найдены коэффициенты трансформации и отражения атмосферных внутренних гравитационных волн от границы движущейся ионосферы. Показано, что ветер в ионосфере приводит к экспоненциальному росту амплитуды волн в направлении, преимущественно нормальному к направлению ветра. Проанализированы зависимости характеристик внутренних гравитационных волн от параметров ионосферы и ветра в ней. Результаты теории применены для интерпретации наблюдаемых свойств среднемасштабных перемещающихся ионосферных возмущений.

Об авторах

В. М. Сорокин

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Email: sova@izmiran.ru
Москва, Троицк, Россия

А. К. Ященко

Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (ИЗМИРАН)

Москва, Троицк, Россия

Список литературы

  1. Гершман Б. Н. Динамика ионосферной плазмы. М.: Наука. 255 с. 1974.
  2. Госсард Э., Хук У. Волны в атмосфере. М.: Мир. 532 с. 1978.
  3. Сомсиков В. М. Солнечный терминатор и динамика атмосферы. Алма-Ата.: Наука. 192 с. 1983.
  4. Сорокин В. М., Федорович Г. В. Физика медленных МГД волн в ионосферной плазме. М.: Энергоиздат. 137 с. 1982.
  5. Сорокин В. М. Влияние ветра в ионосфере на формирование аномалий ОНЧ/НЧ-радиосигналов, связанных с подготовкой землетрясений // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 64. № 5. С. 678–687. 2024. https://doi.org/10.31857/S0016794024050087
  6. Уэбб В. Структура стратосферы и мезосферы. М.: Мир. 260 с. 1969.
  7. Charney J. G., Drazin P.G. Propagation of planetary-scale disturbances from the lower into the upper atmosphere // J. Geophys. Res. V. 66. № 1. Р. 83–109. 1961. https://doi.org/10.1029/JZ066i001p00083
  8. Cheremnykh O., Fedorenko A., Voitsekhovska A., Selivanov Y., Ballai I., Verth G., Fedun V Atmospheric waves disturbances from the solar terminator according to the VLF radio stations data // Adv. Space Res. V. 72. № 11. Р. 4825–4835. 2023. https://doi.org/10.1016/j.asr.2023.08.036
  9. Cowling D. H., Webb H. S., Yeh K.C. Group rays of internal gravity waves in a wind-stratified atmosphere // J. Geophys. Res. V. 76. № 1. Р. 213–220. 1971. https://doi.org/10.1029/JA076i001p00213
  10. Ding F., Wan W., Xu G., Yu T., Yang G., Wang J. Climatology of medium-scale traveling ionospheric disturbances observed by GPS network in central China // J. Geophys. Res. – Space. V. 116. № 9. ID A09327. 2011. https://doi.org/10.1029/2011JA016545
  11. Essien P., Figueiredo C.A.O.B., Takahashi H., Wrasse C.M., Barros D., Klutse N.A.B., Lomotey S.O., Gobbi D., Ayorinde T.T., Bilibio A.V. Long-term study on medium-scale traveling ionospheric disturbances observed over the south American equatorial region // Atmosphere. V. 12. № 11. ID 1409. 2021. https://doi.org/10.3390/atmos12111409
  12. Francis S.H. Global propagation of atmospheric gravity waves: A review // J. Atmos. Terr. Phys. V. 37. № 6–7. Р. 1011–1054. 1975. https://doi.org/10.1016/0021-9169(75)90012-4
  13. Geisler J.E. Atmospheric winds in the middle latitude F-region // J. Atmos. Terr. Phys. V. 28. № 8. Р. 703–720. 1966. https://doi.org/10.1016/0021-9169(66)90020-1
  14. He L.-S., Dyson P.L., Parkinson M.L., Wan W. Studies of medium scale travelling ionospheric disturbances using TIGER SuperDARN radar sea echo observations // Ann. Geophys. V. 22. № 12. Р. 4077–4088. 2004. https://doi.org/10.5194/angeo-22-4077-2004
  15. Hernández-Pajares M., Juan J.M., Sanz J., Aragón-Angel A. Propagation of medium scale traveling ionospheric disturbances at different latitudes and solar cycle conditions // Radio Sci. V. 47. № 6. ID R50K05. 2012. https://doi.org/10.1029/2011RS004951
  16. Hines C.O. Internal atmospheric gravity waves at ionospheric heights // Can. J. Phys. V. 38. № 11. Р. 1441–1481. 1960. https://doi.org/10.1029/GM018p0248
  17. Hines C.O., Reddy C.A. On the propagation of atmospheric gravity waves through regions of wind shear // J. Geophys. Res. V. 72. № 3. Р. 1015–1034. 1967. https://doi.org/10.1029/JZ072i003p01015
  18. Lee W.K., Kil H., Paxton L.J. Global distribution of nighttime MSTIDs and its association with E region irregularities seen by CHAMP satellite // J. Geophys. Res. – Space. V. 126. № 5. ID e2020JA028836. 2021. https://doi.org/10.1029/2020JA028836
  19. Munro G.H. Travelling ionospheric disturbances in the F region // Aust. J. Phys. V. 11. № 1. Р. 91–112. 1958. https://doi.org/10.1071/PH580091
  20. Perwitasari S., Nakamura T., Tsugawa T. et al. Propagation direction analyses of medium-scale traveling ionospheric disturbances observed over North America with GPS-TEC perturbation maps by three-dimensional spectral analysis method // J. Geophys. Res. – Space. V. 127. № 1. ID e2020JA028791. 2022. https://doi.org/10.1029/2020JA028791
  21. Pimenta A.A. Propagation of nighttime medium-scale traveling ionospheric disturbances (MSTIDs) during high and low solar-activity conditions // URSI Radio Science Letters. V. 2. 2020. https://doi.org/10.46620/20-0015
  22. Polianin A.D. Handbook of Linear Partial Differential Equations for Engineers and Scientists. Boca Raton, FL: Chapman & Hall/CRC. 781 p. 2002.
  23. Sorokin V.M., Pokhotelov O.A. The effect of wind on the gravity wave propagation in the Earth’s ionosphere // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. V. 72. № 2–3. Р. 213–218. 2010. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2009.11.012
  24. Voisin B. Internal wave generation in uniformly stratified fluids. Part 1. Green’s function and point sources // J. Fluid Mech. V. 231. Р. 439–480. 1991. https://doi.org/10.1017/S0022112091003464

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).