Анализ возможностей волноводного распространения ВГВ в атмосфере с зональными ветровыми потоками

Проведены численные расчёты траекторий внутренних гравитационных волн (ВГВ) при их распространении в неоднородной по вертикали атмосфере с высот тропосферы в ионосферу при наличии в системе зональных ветровых потоков, неоднородных по высоте. В тропосфере внутренние гравитационные волны могут возбуждаться при развитии процессов типа генерации крупномасштабных вихрей, землетрясений и других кризисных событий. На основе данных по высотным профилям частоты Вяйсяля-Брента и по вертикальному профилю скорости зонального ветрового потока в атмосфере выполнен дополнительный (к ранее рассмотренным) анализ возможности прохождения мелкомасштабныхи среднемасштабных ВГВиз тропосферы в ионосферу на высоты более 60км.Численными расчётами установлено, что в зависимости от характерных параметров ВГВ и зонального ветра в атмосфере реализуются различные варианты распространения ВГВ в системе тропосфера-ионосфера с вертикальной неоднородностью. Например, подтверждён ранее сделанный вывод о том, что при наличии в тропосфере критических слоёв или слоёв вертикального отражения прохождение ВГВ в ионосферу становится невозможным. Показано, что при наличии критического слояВГВ,распространяясь к нему снизу, сильно замедляется, вертикальная компонента волнового вектора значительно возрастает, и волна вблизи критического слоя распространяется практически горизонтально. При этом за счёт большого увеличения влияния вязкости ВГВ поглощается в окрестности критического слоя. В зависимости от исходных параметров задачи возможныслучаи, когда на некоторой высоте возникает слой горизонтального отражения, ВГВот него отражается, распространяясь при этом наверх и назад - к источнику еёгенерации. Затем на большей высоте может быть слой вертикального отражения. Тогда волна,отражаясь от него вниз, вновь подходит к слою горизонтального отражения, и после отражения в нем ВГВ возвращается к источнику её генерации, но уже с другой стороны. Согласно численным расчётам динамики ВГВв рассматриваемой системе горизонтальное смещение пакета ВГВ при распространении из тропосферы в ионосферу может быть весьма большим (в зависимости от выбора исходных параметров задачи, высотных профилей зонального ветра и частоты Вяйсяля-Брента, которые имеют региональные различия)и может составлять тысячи километров. Таким образом, в условиях реализации прохождения ВГВ из тропосферы на ионосферные высоты предвестники кризисных событий в ионосфере (включая возмущения ионосферной плазмы) могут наблюдаться спутниковой аппаратурой на весьма больших расстояниях по горизонтали от источника ВГВ. Следовательно, эту принципиальную особенность необходимо учитывать при анализе и интерпретации экспериментальных данных по связи ионосферных возмущений с кризисными событиями в тропосфере, включая землетрясения, крупномасштабные тропические циклоны и др.