Роль тропосферных процессов в формировании спорадических слоев Е-области ионосферы над Антарктическим полуостровом

Abstract

Рассмотрено воздействие тропосферной погоды на возбуждение спорадических слоев Е-области ионосферы (Es) над Антарктическим полуостровом на базе экспериментальных данных, полученных на станции "Академик Вернадский" в 1993 - 2005 гг. Исследования проведены путем сравнения условных вероятностей наблюдения Es в разных погодных условиях. Вероятность появления как плотных, так и полупрозрачных Es увеличивается в зимние месяцы при низком приземном атмосферном давлении. При положительной северо-восточной проекции приземного ветра, указывающей на фронтальную активность, увеличивается вероятность наблюдения полупрозрачных слоев и уменьшается - плотных. Отмеченные факты объяснены распространением атмосферных гравитационных и планетарных волн (волн Россби) из тропосферы на ионосферные высоты. Вероятность формирования Es зимой увеличивается в фазе минимума давления планетарной волны. Роль атмосферных гравитационных волн состоит в возбуждении мелко- и мезомасштабных плазменных неоднородностей и нарушении регулярной структуры Es.

Розглядається вплив тропосферної погоди на збудження спорадичних шарів Е-області іоносфери (Es) над Антарктичним півостровом на підставі експериментальних даних, отриманих на станції “Академік Вернадський” у 1993–2005 рр. Дослідження виконано шляхом порівняння умовних імовірностей спостереження Es за різних погодних умов. Імовірність появи як щільних, так і напівпрозорих Es збільшується зимовими місяцями за низького приземного атмосферного тиску. Однак за позитивної північно-східної проекції приземного вітру, котра вказує на фронтальну активність, збільшується імовірність спостереження напівпрозорих шарів та зменшується – щільних. Вказані факти можна пояснити поширенням атмосферних гравітаційних та планетарних хвиль (хвиль Россбі) із тропосфери на іоносферні висоти. Імовірність формування Es взимку збільшується у фазі мінімуму тиску планетарної хвилі. Роль атмосферних гравітаційних хвиль полягає у збудженні дрібно- та мезомасштабних плазмових неоднорідностей та порушенні регулярної структури Es.

The impact of tropospheric weather on the generation of sporadic E layers (Es) over the Antarctic Peninsula is considered with the Akademik Vernadsky station experimental data obtained during 1993 thru 2005. The investigation is carried out by comparing the conditional probabilities of Es appearance for various weather conditions. The low surface air pressure increases the probability of appearance of both dense and semi-transparent Es layers in winter months. Meanwhile, the positive North-East wind projection (associated with frontal activity) increases the probability of semi-transparent layers while reducing the repetition of dense ones. The facts outlined can be interpreted as a result of propagation of atmospheric gravity and planetary (Rossby) waves from the troposphere up to ionospheric heights. The probability of Es formation in winter grows in minimal phase of pressure of planetary wave. The role of atmospheric gravity waves consists in exciting of small- and mesoscale plasma irregularities and disturbing the regular Es structure.