СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОТКЛИКОВ МИНИМАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ ОТРАЖЕНИЙ НА ИОНОГРАММАХ И ТЕМПЕРАТУРЫ ОБЛАСТИ МЕЗОСФЕРЫ И НИЖНЕЙ ТЕРМОСФЕРЫ НА ЗИМНИЕ ВНЕЗАПНЫЕ СТРАТОСФЕРНЫЕ ПОТЕПЛЕНИЯ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация:
Статья посвящена сравнительному анализу откликов минимальной частоты отражений на ионограммах (fmin) и температуры области мезосферы и нижней термосферы (МНТ) на зимние внезапные стратосферные потепления (ВСП) 2008, 2009 и 2013 гг. Экспериментальной базой исследований являются измерения fmin на цифровом ионозонде DPS-4 в Иркутске, спутниковые данные Aura/MLS о температуре атмосферы на различных высотах и данные о вращательной температуре молекулы гидроксила, полученные с помощью спектрометрических измерений на расстоянии ~100 км от Иркутска. Сравнительный анализ поведения fmin и температуры атмосферы на высотах МНТ выявил как случай высокой корреляции (ВСП 2008 г.), так и отсутствие корреляции (ВСП 2009 г.) наряду с промежуточным вариантом (ВСП 2013 г.). В статье обсуждаются причины различной корреляции анализируемых параметров.

Ключевые слова:
минимальная частота отражений на ионограммах, температура, мезосфера — нижняя термосфера, МНТ, внезапное стратосферное потепление, корреляционный анализ
Список литературы

1. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. М.: Мир, 1973, 502 с.

2. Goncharenko L., Chau J. L., Condor P., et al. Ionospheric effects of sudden stratospheric warming during moderate-to-high solar activity: Case study of January 2013, Geophys. Res. Lett. 2013, vol. 40, pp. 1–5. DOI:https://doi.org/10.1002/grl.50980.

3. Hoffmann P., Singer W., Keuer D. Variability of the mesospheric wind field at middle and Arctic latitudes in winter and its relation to stratospheric circulation disturbances. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2002, vol. 64, pp. 1229–1240. DOI:https://doi.org/10.1016/S1364-6826(02)00071-8.

4. Hoffmann P., Singer W., Keuer D., et al. Latitudinal and longitudinal variability of mesospheric winds and temperatures during stratospheric warming events. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2007, vol. 69, pp. 2355–2366. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2007.06.010.

5. Kazimirovsky E., Herraiz M., De La Morena B.A. Effects on the ionosphere due to phenomena occurring below it. Surv. Geophys. 2003, vol. 24, pp. 139–184. DOI:https://doi.org/10.1023/A:1023206426746.

6. Klimenko M.V., Klimenko V.V., Koren’kov Y.N., et al. Modeling of response of the thermosphere-ionosphere system to sudden stratospheric warmings of years 2008 and 2009. Cosmic Res. 2013, vol. 51, iss. 1, pp. 54–63. DOI:https://doi.org/10.1134/S001095251301005X.

7. Limpasuvan V., Richter J.H., Orsolini Y.J., et al. The roles of planetary and gravity waves during a major stratospheric sudden warming as characterized in WACCM. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2012, vol. 78–79, pp. 84–98. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2011.03.004.

8. Lukianova R., Kozlovsky A., Shalimov S., et al. Thermal and dynamical perturbations in the winter polar mesosphere-lower thermosphere region associated with sudden stratospheric warmings under conditions of low solar activity. J. Geophys. Res. Space Phys. 2015, vol. 120, pp. 5226–5240. DOI:https://doi.org/10.1002/2015JA021269.

9. Manney G.L., Schwartz M.J., Krueger K., et al. Aura Microwave Limb Sounder observations of dynamics and transport during the record-breaking 2009 Arcticstratospheric major warming. Geophys. Res. Lett. 2009, vol. 36, L12815. DOI:https://doi.org/10.1029/2009GL038586.

10. Matsuno T. A dynamical model of the stratospheric sudden warming. J. Atmos. Sci. 1971, vol. 28, pp. 1479–1494. DOI:https://doi.org/10.1175/1520-0469(1971)028<1479:ADMOTS>2.0.CO;2.

11. Medvedeva I., Ratovsky K. Studying atmospheric and ionospheric variabilities from long-term spectrometric and radio sounding measurements. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2015, vol. 120, iss. 6, pp. 5151–5159. DOI:https://doi.org/10.1002/2015JA021289.

12. Medvedeva I., Ratovsky K. Effects of the 2016 February minor sudden stratospheric warming on the MLT and ionosphere over Eastern Siberia. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2018, vol. 180, pp. 116–125. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2017.09.007.

13. Medvedeva I., Ratovsky K. Manifestation of wave activity in the upper atmosphere during winter sudden stratospheric warmings. Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. 2020, vol. 17, iss. 6, pp. 159–166. DOI:https://doi.org/10.21046/2070-7401-2020-17-6-159-166.

14. Medvedeva I.V., Semenov A.I., Pogoreltsev A.I., Tatarnikov A.V. Influence of sudden stratospheric warming on the mesosphere/lower thermosphere from the hydroxyl emission observations and numerical simulations. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2019, vol. 187, pp. 22–32. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2019.02.005.

15. Pancheva D., Mukhtarov P. Stratospheric warmings: The atmosphere-ionosphere coupling paradigm. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2011, vol. 73, iss. 3, pp. 1697–1702. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2011.03.006.

16. Pancheva D., Lastovicka J., de La Morena B.A. Quasi-periodic fluctuations in ionospheric absorption in relation to planetary activity in the stratosphere. J. Atmos. Terr. Phys. 1991, vol. 53, pp. 1151–1155. DOI:https://doi.org/10.1016/0021-9169(91)90065-F.

17. Perminov V.I., Pertsev N.N. The behavior of emissions and temperature of the mesopause during stratospheric warmings according to observations at midlatitudes. Geomagnetism and Aeronomy. 2013, vol. 53, iss. 6, pp. 780–784. DOI:https://doi.org/10.1134/S0016793213060108.

18. Polyakova A.S., Chernigovskaya M.A., Perevalova N.P. Ionospheric effects of sudden stratospheric warmings in Eastern Siberia region. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2014, vol. 120, pp. 15–23. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2014.08.011.

19. Schmitter E.D. Remote sensing planetary waves in the midlatitude mesosphere using low frequency transmitter signals. Ann. Geophys. 2011, vol. 29, iss. 7, pp. 1287–1293. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-29-1287-2011.

20. Schneider H., Wendt V., Banyś D., et al. Impact of sudden stratospheric warming and elevated stratopause events on the very low frequency radio signal. J. Geophys. Res.: Space Phys. 2025, vol. 130, e2024JA033320. DOI:https://doi.org/10.1029/2024JA033320.

21. Shefov N.N. Relations between the hydroxyl emission of the upper atmosphere and the stratospheric warmings. Gerlands Beitr. Geophysik. 1973, vol. 82, iss. 2, pp. 111–114.

22. Shepherd M.G., Cho Y.M., Shepherd G.G., et al. Mesospheric temperature and atomic oxygen response during the January 2009 major stratospheric warming. J. Geophys. Res. 2010, vol. 115, A07318. DOI:https://doi.org/10.1029/2009JA015172.

23. Shpynev B., Kurkin V., Ratovsky K., et al. High-midlatitude ionosphere response to major stratospheric warming. Earth, Planets and Space. 2015, vol. 67, 18. DOI:https://doi.org/10.1186/s40623-015-0187-1.

24. Siskind D.E., Coy L., Espy P. Observations of stratospheric warmings and mesospheric coolings by the TIMED SABER instrument. Geophys. Res. Lett. 2005, vol. 32, L09804. DOI:https://doi.org/10.1029/2005GL022399.

25. Siskind D.E., Zawdie K., Sassi F., et al. Global modeling of the low and mid latitude ionospheric D and lower E regions and implications for HF radio wave absorption. Space Weather. 2017, vol. 15, pp. 115–130. DOI:https://doi.org/10.1002/2016SW001546.

26. Vargin P.N, Medvedeva I.V. Temperature and dynamical regimes of the Northern Hemisphere extratropical atmosphere during sudden stratospheric warming in winter 2012–2013. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2015, vol. 51, iss. 1, pp. 12–29. DOI:https://doi.org/10.1134/S0001433814060176.

27. Walterscheid R.L., Sivjee G.G., Roble R.G. Mesospheric and lower thermospheric manifestations of a stratospheric warming event over Eureka, Canada (80 N). Geophys. Res. Lett. 2000, vol. 27, iss. 18, pp. 2897–2900. DOI:https://doi.org/10.1029/2000GL003768.

28. Yasyukevich A.S. Variations in ionospheric peak electron density during sudden stratospheric warmings in the Arctic region. J. Geophys. Res. Space Phys. 2018, vol. 123, pp. 3027–3038. DOI:https://doi.org/10.1002/2017JA024739.

29. Yasyukevich A.S., Chernigovskaya M.A., Shpynev B.G., et al. Features of winter stratosphere small-scale disturbance during sudden stratospheric warmings. Remote Sens. 2022, vol. 14, 2798. DOI:https://doi.org/10.3390/rs14122798.

30. Yigit E., Medvedev A.S. Internal wave coupling processes in Earth’s atmosphere. Adv. Space Res. 2015, vol. 55, iss. 4, pp. 983–1003. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2014.11.020.

31. URL: http://disc.gsfc.nasa.gov/Aura (дата обращения 15 июля 2025 г.).

32. URL: http://gmao.gsfc.nasa.gov/research/merra/ (дата обращения 15 июля 2025 г.).

33. URL: https://rscf.ru/project/25-17-00187/ (дата обращения 15 июля 2025 г.).

34. URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (дата обращения 15 июля 2025 г.).

Войти или Создать
* Забыли пароль?