ВВЕДЕНИЕ
Внутренние гравитационные волны (ВГВ) являются важным механизмом связи процессов в нижней и верхней атмосфере. Распространение ВГВ из нижних слоев существенно влияет на многие явления в атмосфере и ионосфере [Pancheva, Mukhtarov, 2011]. Одним из примеров реализации таких связей между динамикой нижних и верхних атмосферных слоев являются ионосферные возмущения в периоды внезапных стратосферных потеплений (ВСП).
ВСП — явление резкого, до 80° за несколько дней, повышения температуры стратосферы в области высоких широт. Характерный масштаб нагретой области может достигать 4000 км вдоль долготы. ВСП наблюдаются в зимнее время преимущественно в Северном полушарии [Harada, et al., 2010]. На сегодняшний день накоплено большое количество данных о потеплениях. В то же время до сих пор нет полного теоретического описания механизма возникновения и эволюции ВСП. Наиболее распространенной является гипотеза о взаимодействии зонального ветра и планетарных волн в стратосфере [Labitzke, Kunze, 2009].
Важной особенностью ВСП является их воздействие на атмосферные процессы вне области потепления. В частности, в исследованиях [Pancheva, Mukhtarov, 2011; Polyakova et al., 2014; Шпынев и др., 2013] было отмечено влияние ВСП на различные ионосферные параметры, такие как критическая частота F2-слоя (foF2), высота его максимума (hmF2) и полное электронное содержание (ПЭС). Особый интерес представляют сведения об изменениях параметров ионосферы на нижних широтах, удаленных от области ВСП на тысячи километров [Sumod et al., 2012]. На основании анализа длительных наблюдений было выдвинуто предположение, что причиной реакции верхней атмосферы и ионосферы на ВСП является усиление приливной активности на высотах нижней термосферы, которое приводит к изменению электрических полей в динамо-области ионосферы и соответствующим эффектам в ионосфере. Результаты модельных исследований в целом показывают, что различные схемы усиления приливных вариаций в нижней термосфере в периоды ВСП позволяют качественно воспроизвести пространственно-временные особенности ионосферных возмущений, однако теоретические амплитудные характеристики оказываются значительно меньше наблюдаемых.
Наблюдения показывают, что временная задержка в возникновении возмущений в нижней атмосфере и ионосфере весьма незначительна в сравнении с длительностью существования ВСП и периодами планетарных волн. Можно предположить, что в качестве физического процесса, обеспечивающего быструю реализацию связей динамики нижней и верхней атмосферы, могут выступать ВГВ, возбуждаемые в области возникновения ВСП. В экспериментальных исследованиях действительно приводятся данные наблюдений, свидетельствующие об усилении волновой активности ВГВ в условиях ВСП [Wang, Alexander, 2009]. В теоретическом исследовании [Карпов, Кшевецкий, 2014] показана высокая эффективность таких волн, распространяющихся из нижней атмосферы, в формировании крупномасштабных возмущений верхней атмосферы.
Цель настоящей работы заключается в исследовании возможности возбуждения ВГВ, способных распространяться в верхнюю атмосферу, вследствие возмущений параметров стратосферы в периоды ВСП.
