1 / 13

ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ В АВРОРАЛЬНОЙ ИОНОСФЕРЕ (результаты измерений)

ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ В АВРОРАЛЬНОЙ ИОНОСФЕРЕ (результаты измерений). Р. Ю. Лукьянова 1,2 А.Козловский 3. 1 Геофизический Центр РАН 2 ИКИ РАН 3 Геофизическая Обсерватория Соданкюля, Финляндия. Гравитационные волны в верхней атмосфере.

lani-atkinson
Download Presentation

ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ В АВРОРАЛЬНОЙ ИОНОСФЕРЕ (результаты измерений)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ГРАВИТАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ В АВРОРАЛЬНОЙ ИОНОСФЕРЕ (результаты измерений) Р. Ю. Лукьянова1,2 А.Козловский 3 1 Геофизический Центр РАН 2 ИКИ РАН 3 Геофизическая ОбсерваторияСоданкюля, Финляндия

  2. Гравитационные волны в верхней атмосфере АГВ - низкочастотные поперечные волны, образующиеся когда сила земной гравитации и возвращающая сила, обусловленная градиентом плотности атмосферы, сравнимы с силой сжатия. В ионосфере АГВ проявляются как премещающиеся ионосферные неоднородности (ПИВ) – квази-периодические (период от мин до часов) осцилляции высоты слоя F. Наиболее короткопериодные – акустико-гравитационные волны (период <10мин.). Более глинные – внутренние ГВ. ВГВ играют важную роль в атмосферной динамике, передаче энергии и взаимодействии мезосферы, ионосферы и термосферы • Источники АГВ : В средних широтах - Генерация возмущений в нижней атмосфере, орография, сдвиги ветра и др. В авроральной зоне - Ионосферные электрические поля/токи и высыпания частиц Наблюдения АГВ : • Ионозонды • Радары (SuperDАRN) • Оптические измерения

  3. Ионозонд обс. Соданкюла Вертикальное зондирование ионосферы с 1-мин. разрешением Ионозонд “Alpha Wolf” Диапазон частот: 500 kГц – 16 MГц Передатчик: 64-м ромбическая антенна Приемник: 20 ортогональных рамочных антенн Динамический диапазон 90 дБ Высота зондирования до 3000 км Высотное разрешение ~3 км Период наблюдений 04.2007 – 06.2012 1-мин ионограммы использовались для выявления ПИВ и определения характеристик ВГВ и АГВ Geogr. 67°2′N, 26°4′E MLat64.1°

  4. Ионограммы и выбор частоты для мониторинга высоты F слоя Сезонная зависимость foE, foF1 и foF2 в 06–16 UT (08–18 LT) 2010 г Черные линии: foE, foF1 и foF2 Красная линия: частота fk, foE < fk < foF1 (foF2) Зима: fk = 2.5 МГц Лето: fk = 3.5 МГц Осень/весна: fk = 3.0 МГц

  5. Диаграммы «высота-время-интенсивность» (HTI) для F слоя HTI Извлечение из ионограммы колонки на частоте fk hB, км fk Частота, МГц Δh= Вариации высоты F слоя, связанные с волновыми эффектами 0 6 12 18 24 UT

  6. Время и высота наблюдения вариаций Δh Распределение данных по часам UT В интервале 8 - 14 UТ нижняя граница HTI определяется в >70% cлучаев во все сезоны Виртуальная и истинная высота наблюдения вертикальных колебаний F слоя Виртуальная h (наблюдения) Истинная h (IRI) 150–210 км

  7. Частота и амплитуда вариаций Δh 5 диапазонов частот ПИВ (Butterworth filter) Амплитуда: HTI Δh Крупномасштабные ПИВ: период 30-60 мин Гравитационные волны Среднемасштабные: период 15-30 мин Гравитационные волны Мелкомасштабные: период 5-10 мин Акустические волны/инфразвук

  8. Долгопериодные вариации амплитуды (2007-2012) Δh (км) 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Среднесуточные А Тренд Среднемесячные А Погрешность измерения hвирт =1.43 км

  9. Зависимость от солнечной активности и сезона СА (числа Вольфа) Истинная высота наблюдения foF2 - fk А120 Относительная амплитуда (А/А120) Мелкомасштабные ГВ Уменьшениес ростом СА Увеличение летом Ампл. в противофазе с hИСТ

  10. Зависимость от геомагнитной активности А vs AL А vs AU Амплитуда vs AЕиндекс Амплитуда средне- и мелкомасштабных волн с периодом < 30мин коррелирует с AL (AU)только при низком уровне геомагнитной активности (АЕ = 10-30 nT) Крупномасштабные волны с периодом > 30мин не зависят от АЕ

  11. Так что же генерирует АГВ над Соданкюля? Модель термосферного ветра Нижележащие слои атмосферы? Ветровые сдвиги? Измерения метеорного радара

  12. Заключение • С помощью непрерывных измерений (2007-2012) ионозонда с 1-мин разрешением в обс. Соданкюля выделены мелко- и среднемасштабные ГВ в авроральной ионосфере на высотах 150-200 км. • Получены ряды амплитуд ГВ в пяти диапазонах частот (периоды 5-10, 10-15, 15-30, 30-60 и 60-120 мин), включая акустико-гравитационные волны (период B-V в области измерений <10 мин) • Амплитуды мелкомасштабных ГВ (период <30 мин): - составляют 1.3-2 км - максимальны летом и уменьшаются зимой - изменяются в противофазе с сезонным изменением истинной высоты наблюдения - имеют тенденцию к увеличению с ростом АЕ индекса, но только при низком уровне геомагнитной активности • Амплитуды среднемасштабных ГВ (период30-120 мин): - Составляют 2-2.6 км - Уменьшаются с ростом солнечной активности в солнечном цикле - Не имеют сезонной вариации - Не зависят от геомагнитной активности

  13. SuperDARN

More Related