Конвективные ячейки инерционных гравитационных волн в атмосфере и D-слое ионосферы

Проблема отклика ионосферы на возмущения нейтральной атмосферы и литосферы является частной задачей более общей проблемы о взаимодействии геосфер. Инерционные гравитационные (ИГ) волны способны переносить энергию и импульс из нижних слоев нейтральной атмосферы в ионосферу. Источником ИГ волн в атмосфере могут быть извержения вулканов, тайфуны, зональные ветры в атмосфере, землетрясения и ряд других процессов. Распространяясь до больших высот в атмосфере с убывающей плотностью с нарастанием амплитуды возмущений, ИГ волны способны возмущать ионосферу. Спутниковое и наземное электромагнитное зондирование нейтральной атмосферы нижних слоев ионосферы свидетельствует о связи наземных катастроф с возмущениями нижних слоев слабоионизованной ионосферы. Поэтому, проблема прогнозирования и наблюдения катастроф по электромагнитному зондированию тесно связана с проблемой распространения ИГВ. Развита гидродинамическая теория нелинейных ИГ волн, распространяющихся в атмосфере с экспоненциально убывающей плотностью и со сдвиговыми зональными ветрами и в слабо ионизированном D-слое ионосферы. Исследована линейная устойчивость и условия генерации волн в D-слое ионосферы. Показано, что квазистационарные нелинейные уединенные вихревые структуры могут существовать только в атмосфере с неустойчивой стратификацией. Обсуждается возможность генерации крупномасштабных конвективных ячеек в слаботурбулентной атмосфере и D-слое ионосферы. Полученные результаты исследования используются для интерпретации спутниковых наблюдений. Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований (грант 10-05-0037) и Программой ОНЗ РАН № 7.