Особенности прохождения внутренних гравитационных волн из тропосферы на ионосферные высоты

На основе двумерных численных расчетов траекторий внутренних гравитационных волн (ВГВ) рассмотрено распространение ВГВ в неоднородной по вертикали атмосфере с тропосферных высот в ионосферу при наличии зональных потоков с учетом их неоднородности по высоте. В тропосфере внутренние гравитационные волны могут возбуждаться при развитии процессов типа крупномасштабных вихрей, землетрясений и пр. Для ряда данных по высотным профилям частоты Вяйляля-Брента и высотному профилю скорости зонального потока в атмосфере выполнен анализ возможности прохождения мелкомасштабныхи среднемасшабных внутренних гравитационных волн из тропосферы в ионосферу на высоты более 80 км. Согласно численным расчетам в зависимости от параметров ВГВ и зонального потока в атмосфере возможны различные варианты распространения ВГВ в вертикально неоднородной системе тропосфера-ионосфера. В частности подтверждается ранее сделанный вывод о том, что при наличии в атмосфере критических слоев или слоев вертикального отражения прохождение ВГВ в ионосферу невозможно. При наличии критического слоя внутренняя гравитационная волна распространяясь к нему снизу сильно замедляется, вертикальная компонента волнового вектора сильно увеличивается и ВГВ около критического слоя распространяется практически горизонтально. Причем за счет большого возрастания вязкости она реально полностью поглощается на высоте критического слоя. В зависимости от исходных параметров системы возможна ситуации, когда на некоторой высоте возникает слой горизонтального отражения и ВГВ отражается (распространяясь при этом наверх) назад - к источнику ее возбуждения. Затем выше может возникнуть слой вертикального отражения и волна распространяясь от него вниз вновь подходит к слою горизонтального отражения. После отражения в нем ВГВ возвращается к источнику уже с другой стороны. Согласно проведенным численным расчетам динамики ВГВ горизонтальное смещение пакета ВГВ при распространении из тропосферы в ионосферу может быть большим (в зависимости от выбора исходных параметров задачи, высотных профилей зонального потока, частоты Вяйсяля-Брента) и может составлять тысячи километров. Следовательно, в условиях реализации прохождения ВГВ из тропосферы на ионосферные высоты предвестники кризисных событий в ионосфере (включая возмущения плазмы) могут наблюдаться спутниковой аппаратурой на больших расстояниях по горизонтали от источника генерации внутренних гравитационных волн. Это обстоятельство следует учитывать при анализе и интерпретации экспериментальных данных по связи ионосферных возмущений с кризисными событиями в тропосфере, например, землетрясениями, тропическими циклонами и пр.