Changes in the middle and upper atmosphere parameters during the January 2013 sudden stratospheric warming-Reference-Cited by-同舟云学术

Changes in the middle and upper atmosphere parameters during the January 2013 sudden stratospheric warming

Published:2018-12-20 Issue:4 Volume:4 Page:62-75
ISSN:2412-4737
Container-title:Solnechno-Zemnaya Fizika
language:en
Short-container-title:

Author:

Ясюкевич Анна¹,Yasyukevich Anna²,Клименко Максим³⁴,Klimenko Maksim⁵⁶,Куликов Юрий⁷,Kulikov Yury⁸,Клименко Владимир³,Klimenko Vladimir⁵,Бессараб Федор³⁴,Bessarab Fedor⁵⁶,Кореньков Юрий³,Korenkov Yuriy⁵,Маричев Валерий⁹,Marichev Valery¹⁰,Ратовский Константин¹,Ratovsky Konstantin²,Колесник Сергей¹¹,Kolesnik Sergey¹²

Affiliation:

1. Институт солнечно-земной физики СО РАН

2. Institute of Solar Terrestrial Physics SB RAS

3. Западное отделение ИЗМИРАН

4. Балтийский федеральный университет имени И. Канта

5. WD IZMIRAN

6. I. Kant Baltic Federal University

7. Институт прикладной физики РАН

8. Institute of Applied Physics RAS

9. Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН

10. V.E. Zuev Institute of Atmospheric Optics SB RAS

11. Томский государственный университет

12. Tomsk State University

Abstract

We present the results of complex obser-vations of various parameters of the middle and upper atmosphere over Siberia in December 2012 – January 2013, during a major sudden stratospheric warming (SSW) event. We analyze variations in ozone concentration from microwave measurements, in stratosphere and lower mesosphere temperatures from lidar and satellite measurements, in the F2-layer critical frequency (foF2), in the total electron content (TEC), as well as in the ratio of concentrations of atomic oxygen to molecular nitrogen (O/N2) in the thermosphere. To interpret the observed disturbances in the upper atmosphere, the experimental measurements are compared with the results of model calculations obtained with the Global Self-consistent Model of Thermosphere—Ionosphere—Protonosphere (GSM TIP). The response of the upper atmosphere to the SSW event is shown to be a decrease in foF2 and TEC during the evolution of the warming event and a prolonged increase in O/N2, foF2, and TEC after the SSW maximum. For the first time, we observe the relation between the increase in stratospheric ozone, thermospheric O/N2, and ionospheric electron density for a fairly long time (up to 20 days) after the SSW maximum at midlatitudes.

Publisher

Infra-M Academic Publishing House

Subject

Space and Planetary Science,Atmospheric Science,Geophysics

Reference60 articles.

1. Клименко М.В., Бессараб Ф.С., Суходолов Т.В. и др. Ионосферные эффекты внезапного стратосферного потепления 2009 г. Результаты расчетов, полученные с использованием первой версии модели EAGLE // Химическая физика. 2018. Т. 37, № 7. С. 70–80. DOI: 10.1134/S0207401X18070105., Baldwin M.P., Dameris M., Shepherd T.G. How will the stratosphere affect climate change? Science. 2007, vol. 316, pp. 1576–1577. DOI: 10.1126/science.1144303.

2. Куликов Ю.Ю., Красильников А.А., Рыскин В.Г. Результаты микроволновых исследований структуры озонового слоя полярных широт во время зимних аномальных потеплений стратосферы // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2002. Т. 38, № 2. С. 182–191., Bessarab F.S., Korenkov Yu.N., Klimenko M.V., Klimenko V.V., Karpov I.V., Ratovsky K.G., Chernigovskaya M.A. Modeling the effect of sudden stratospheric warming within the thermosphere–ionosphere system. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2012, vol. 90–91, pp. 77–85. DOI: 10.1016/j. jastp.2012.09.005.

3. Маричев В.Н., Матвиенко Г.Г., Лисенко А.А. и др. Микроволновые и оптические наблюдения озона и температуры средней атмосферы во время стратосферного потепления в Западной Сибири // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27, № 01. С. 46–52., Charlton A.J., Polvani L.M. A new look at stratospheric sudden warmings. Part I: climatology and modeling benchmarks. J. Climate. 2007, vol. 20, pp. 449–469. DOI: 10.1175/JCLI3996.1.

4. Матвиенко Г.Г., Банах В.А., Бобровников С.М. и др. Развитие технологий лазерного зондирования атмосферы // Оптика атмосферы и океана. 2009. Т. 22, № 10. С. 915–930., Chau J.L., Fejer B.G., Goncharenko L.P. Quiet variability of equatorial E×B drifts during a sudden stratospheric warming event. Geophys. Res. Lett. 2009, vol. 36, L05101. DOI: 10.1029/2008GL036785.

5. Погорельцев А.И., Савенкова Е.Н., Перцев Н.Н. Внезапные стратосферные потепления: роль нормальных атмосферных мод // Геомагнетизм и аэрономия. 2014. Т. 54, № 3. С. 387–403. DOI: 10.7868/S0016794014020163., Chau J.L., Aponte N.A., Cabassa E., Sulzer M.P., Goncharenko L.P., Gonzalez S.A. Quiet time ionospheric variability over Arecibo during sudden stratospheric warming events. J. Geophys. Res. 2010, vol. 115, A00G06. DOI: 10.1029/2010JA015378.

Cited by 1 articles. 订阅此论文施引文献订阅此论文施引文献，注册后可以免费订阅5篇论文的施引文献，订阅后可以查看论文全部施引文献

1. Delay in Response of Global Electron Content and Electron Concentration at Various Altitudes to 27-Day Variations in Solar Activity;Russian Journal of Physical Chemistry B;2021-05