Калининград, Калининградская область, Россия
Западное отделение ИЗМИРАН
Калининград, Россия
Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта
Калининград, Россия
Калининград, Россия
Калининград, Россия
Калининград, Россия
В работе представлены результаты наблюдений спорадического слоя Es в период метеорологических возмущений в Калининграде в октябре 2017 и 2018 г. на фоне спокойных геомагнитных условий. В дни метеорологических штормов (29–30 октября 2017 и 23–24 октября 2018 г.) отмечались существенные изменения в динамике критической частоты Es-слоя. Наблюдения возмущений атмосферных и ионосферных параметров в Калининградском регионе показывают, что задержка реакции ионосферы по отношению к времени максимальных возмущений атмосферных параметров составляет около трех часов. Причины возникновения наблюдаемых явлений на высотах Е-области, по-видимому, обусловлены распространением акустико-гравитационных волн, генерируемых конвективными процессами в нижней атмосфере в периоды метеорологического шторма. Усиление турбулентных процессов в нижней термосфере приводит к увеличению плотности атмосферы и ускорению рекомбинационных процессов. За этим следует быстрое снижение концентрации ионов и соответственно критической частоты слоя Es вплоть до частот ниже порога чувствительности ионозондов.
спорадический Е-слой, акустико-гравитационные волны, атмосферно-ионосферные связи, метеорологические возмущения
1. Борчевкина О.П., Карпов И.В. Ионосферные неоднородности в периоды метеорологических возмущений // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57, № 5. С. 670-675. DOI:https://doi.org/10.7868/S0016794017040046.
2. Брюнелли Б.Е., Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988. 528 с.
3. Захаров В.И., Куницын В.Е. Региональные особенности атмосферных проявлений тропических циклонов по данным наземных GPS-сетей // Геомагнетизм и аэрономия. 2012. Т. 52, № 4. С. 562-574.
4. Карпов И.В., Кшевецкий С.П. Механизм формирования крупномасштабных возмущений в верхней атмосфере от источников АГВ на поверхности Земли // Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54, № 4. С. 553-562. DOI: 10.7868/ S001679401404018X.
5. Карпов И.В., Борчевкина О.П., Дадашев Р.З., Ильминская А.В. Влияние метеорологических штормов на параметры ионосферы в Балтийском регионе в 2010 г. // Солнечно-земная физика. 2016. Т. 2, № 2. С. 64-68. DOI:https://doi.org/10.12737/18653.
6. Карпов И.В., Борчевкина О.П., Карпов М.И. Локальные и региональные возмущения ионосферы в периоды метеорологических возмущений // Геомагнетизм и аэрономия. 2019. Т. 59. № 4, С. 492-500. DOI:https://doi.org/10.1134/S0016794019040102.
7. Куницын В.Е., Сураев С.Н., Ахмедов Р.Р. Моделирование распространения акустико-гравитационных волн в атмосфере для различных поверхностных источников // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2007. № 2. С. 59-63.
8. Пилипенко С.Г., Козак Л.В. Ветровые сдвиги в атмосфере Земли над мощными ураганами // Космическая наука и технология. 2012. Т. 18, № 6. С. 43-50. DOI: 10.15407/ knit2012.06.043.
9. Тупикин С. Н. Структурный анализ штормовых ветров в Юго-Восточной Балтике и Калининградской области // Комплексное изучение бассейна Атлантического океана: сб. науч. тр. Калининград, 2003. С. 59-63.
10. Хромов С.П., Мамонтова Л.И. Метеорологический словарь. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 568 с.
11. Barta V., Haldoupis C., Sátori G., et al. Searching for effects caused by thunderstorms in mid-latitude sporadic E layers // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2017. V. 161. P. 150-159. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2017.06.006.
12. Bogdanov V., Kaysin A., Romanov A. Impact of cyclones over Kamchatka on electron distribution in the ionosphere // E3S Web of Conferences. 2016. V. 11, N 00003. DOI:https://doi.org/10.1051/e3sconf/20161100003.
13. Bourdillon A., Lefur E., Haldoupis C., et al. Decameter mid-latitude sporadic-E irregularities in relation with gravity waves // Ann. Geophys. 1997. V. 15. P. 925-934. DOI:https://doi.org/10.1007/s00585-997-0925-1.
14. Chernigovskaya M.A., Kurkin V.I., Oinats A.V., Poddelsky I.N. Ionosphere effects of tropical cyclones over the Asian region of Russia according to oblique radio sounding data // Proc. SPIE 9292 - The International Society for Optical Engineering. 2014. V. 92925E. DOI:https://doi.org/10.1117/12.2073391.
15. Chernigovskaya M.A., Shpynev B.G., Ratovsky K.G. Meteorological effects of ionospheric disturbances from vertical radio sounding data // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2015. V. 136(B). P. 235-243. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2015.07.006.
16. Didebulidze G. G., Dalakishvili G., Lomidze L., Matiashvili G. Formation of sporadic-E (Es) layers under the influence of AGWs evolving in a horizontal shear flow // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2015. V. 136(B). P. 163-173. DOI: 10.1016/ j.jastp.2015.09.012.
17. Fukao S., Yamamoto M., Tsunoda R. T., et al. The SEEK (Sporadic-E Experiment over Kyushu) Campaign // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25, N 11. P. 1761-1764. DOI: 10.1029/ 98GL00932.
18. Haldoupis C. Midlatitude sporadic E. A typical paradigm of atmosphere-ionosphere coupling // Space Sci. Rev. 2012. V. 168, N 1-4. P. 441-461. DOI:https://doi.org/10.1007/s11214-011-9786-8.
19. Haldoupis C., Meek C., Christakis N., et al. Ionogram height-time-intensity observations of descending sporadic E layers // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2006. V. 68, iss. 3-5. P. 539-557. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2005.03.020.
20. Karpov I.V., Kshevetskii S.P. Numerical study of heating the upper atmosphere by acoustic-gravity waves from a local source on the Earth’s surface and influence of this heating on the wave propagation conditions // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2017. V. 164. P. 89-96. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2017.07.019.
21. Kazimirovsky E., Herraiz M., Morena A.D.L.B. Effects on the ionosphere due to phenomena occurring below it // Surveys in Geophysics. 2003. V. 24, iss. 2. P. 139-184. DOI:https://doi.org/10.1023/A: 1023206426746.
22. Koucká Knížová P., Mošna Z., Kouba D., et al. Influence of meteorological systems on the ionosphere over Europe // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2015. V. 136. P. 244-250. DOI:https://doi.org/10.1016/j. jastp.2015.07.017.
23. Laštovička J. Forcing of the ionosphere by waves from below // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2006. V. 68, N 3. P. 479-497. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jastp.2005.01.018.
24. Liperovsky V.A., Pokhotelov E.V., Liperovskaya E.V., et al. Modification of sporadic E-layers caused by seismic activity // Surveys in Geophysics. 2000. V. 21. P. 449-486. DOI:https://doi.org/10.1023/A:1006711603561.
25. Martinis C.R., Manzano J.R. The influence of active meteorological systems on the ionosphere F region // Ann. Geophys. 1999. V. 42, N 1. P. 1-7. DOI:https://doi.org/10.4401/ag-3708.
26. Mathews J.D. Sporadic E: current views and recent progress // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1998. V. 60, iss. 4. P. 413-435. DOI:https://doi.org/10.1016/S1364-6826(97)00043-6.
27. Parkinson M.L., Dyson P.L. Measurements of mid-latitude E-region, sporadic-E, and TID-related drifts using HF Doppler-sorted interferometry // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1998. V. 60, iss. 5. P. 509-522. DOI:https://doi.org/10.1016/S1364-6826(97)00058-8.
28. Pignalberi A., Pezzopane M., Zuccheretti E. Sporadic E layer at mid-latitudes: average properties and influence of atmospheric tides // Ann. Geophys. 2014. V. 32, iss. 11. P. 1427-1440. DOI:https://doi.org/10.5194/angeo-32-1427-2014.
29. Polyakova A.S., Perevalova N.P. Comparative analysis of TEC disturbances over tropical cyclone zones in the North-West Pacific Ocean // Adv. Space Res. 2013. V. 52, iss. 8. P. 1416−1426. DOI:https://doi.org/10.1016/j.asr.2013.07.029.
30. Šauli P., Bourdillon A. Height and critical frequency variations of the sporadic-E layer at midlatitudes // J. Atmosph. Solar-Terr. Phys. 2008. V. 70, iss. 15. P. 1904-1910. DOI: 10.1016/ j.jastp.2008.03.016.
31. Schubert G., Hickey M.P., Walterscheid R.L., Physical processes in acoustic wave heating of the thermosphere // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. P. D07106. DOI:https://doi.org/10.1029/2004 JD005488.
32. Scotto C. Sporadic-E layer and meteorological activity // Ann. Geophys. 1995. V. 38, N 1. P. 21-24. DOI: 10.4401/ ag-4129.
33. Snively J.B., Pasko V.B. Breaking of thunderstorm-generated gravity waves as a source of short-period ducted waves at mesopause altitudes // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30, iss. 24. P. 2254. DOI:https://doi.org/10.1029/2003GL018436.
34. van Eyken A.P., Williams P.J.S., Maude A.D., Morgani G. Atmospheric gravity waves and sporadic-E // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1982. V. 44, iss. 1. P. 25-29. DOI:https://doi.org/10.1016/0021-9169(82)90089-7.
35. URL: https://rp5.ru (дата обращения 16 сентября 2019 г.).
