Идентификация волновых процессов и определение характеристик ВГВ в атмосфере Марса по радиозатменным данным MARS GLOBAL SURVEYOR

Разработана оригинальная методика определения параметров внутренней гравитационной волны (ВГВ) по измерению индивидуального вертикального профиля температуры в атмосферах планет земной группы. Эта методика может быть использована при анализе высотных профилей, измеренных любыми способами. Сформулирован и обоснован критерий идентификации ВГВ, в случае выполнения которого наблюдаемые флуктуации температуры могут рассматриваться как волновые проявления. Методика базируется на анализе относительных амплитудных порогов волнового поля температуры, а также на положении линейной теории насыщенных ВГВ, согласно которому волновые амплитуды ограничиваются процессами динамической (сдвиговой) неустойчивости атмосферы. Предполагается, что когда амплитуда внутренней волны достигает предела сдвиговой неустойчивости по мере распространения волны вверх, диссипация волновой энергии происходит таким образом, что амплитуда ВГВ поддерживается на уровне порога атмосферной неустойчивости.

Применение методики к вертикальным профилям температуры, восстановленным на основе радиозатменных измерений, дало возможность идентифицировать ВГВ в атмосфере Марса и определить величины ключевых волновых параметров, таких как собственная частота, амплитуда вертикальных и горизонтальных возмущений скорости ветра, вертикальная и горизонтальная длина волны, собственная вертикальная и горизонтальная фазовая (и групповая) скорости, кинетическая и потенциальная энергия волн, вертикальные потоки волновой энергии и горизонтального импульса. Представлены и обсуждаются результаты исследования ВГВ, полученные из анализа радиозатменных профилей температуры, которые были восстановлены в атмосфере Марса с помощью аппарата Mars Global Surveyor.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Программы Президиума РАН №22 «Фундаментальные процессы исследований и освоения Солнечной системы» и гранта РФФИ
№ 10-02-01015-а.