Modulation of sporadic E layers by small-scale atmospheric waves in Earth’s high-latitude ionosphere

Author:

Губенко Владимир1,Gubenko Vladimir2,Кириллович Иван1,Kirillovich Ivan2

Affiliation:

1. Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

2. Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics RAS

Abstract

We have used radio occultation measurements of the satellite CHAMP (Challenging Minisatellite Payload) to examine sporadic E layers (altitudes 90–130 km) in Earth’s high-latitude ionosphere. We have developed a new method for determining characteristics of internal atmospheric waves based on the use of inclined sporadic E layers of Earth’s ionosphere as a detector. The method relies on the fact that an internal wave propagating through the initially horizontal sporadic E layer causes the plasma density gradient to rotate in the direction of the wave vector, which leads to the fact that the layer ionization plane is set parallel to the phase wave front. The developed method enables us to study the interrelations between small-scale internal waves and sporadic E layers in Earth’s ionosphere and significantly expands the capabilities of traditional radio occultation monitoring of the atmosphere. We have found that the internal atmospheric waves under study have periods from 35 to 46 min and vertical phase speeds from 1.2 to 2.0 m/s, which are in good agreement with the results of independent experiments and simulation data on sporadic E layers at a height of ~100 km in Earth’s polar cap.

Publisher

Infra-M Academic Publishing House

Subject

Space and Planetary Science,Atmospheric Science,Geophysics

Reference71 articles.

1. Губенко В.Н., Кириллович И.А. Диагностика насыщения внутренних атмосферных волн и определение их характеристик в стратосфере Земли с помощью радиозондовых измерений // Солнечно-земная физика. 2018. Т. 4, № 2. C. 76–85. DOI: 10.12737/szf-42201807., Arras C., Wickert J., Beyerle G., Heise S., Schmidt T., Jacobi C. A global climatology of ionospheric irregularities derived from GPS radio occultation. Geophys. Res. Lett. 2008, vol. 35, L14809. DOI: 10.1029/2008GL03415.

2. Губенко В.Н., Павельев А.Г., Салимзянов Р.Р., Андреев В.Е. Методика определения параметров внутренней гравитационной волны по измерению вертикального профиля температуры или плотности в атмосфере Земли // Космические исследования. 2012. Т. 50, № 1. С. 23–34., Bernhardt P.A. The modulation of sporadic-E layers by Kelvin—Helmholtz billows in the neutral atmosphere. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2002, vol. 64, pp. 1487–1504.

3. Губенко В.Н., Кириллович И.А., Павельев А.Г. Характеристики внутренних волн в атмосфере Марса, полученные на основе анализа вертикальных профилей температуры миссии Mars Global Surveyor // Космические исследования. 2015. Т. 53, № 2. C. 141–151. DOI: 10.7868/ S0023420615020028., Bernhardt P.A., Selcher C.A., Siefring C., Wilkens M., Compton C., Bust G. Yamamoto M., Fukao S., Takayuki O., Wakabayashi M., Mori H. Radio tomographic imaging of sporadic-E layers during SEEK-2. Ann. Geophys. 2005, vol. 23, pp. 2357–2368. DOI: 10.5194/angeo-23-2357-2005.

4. Губенко В.Н., Кириллович И.А., Павельев А.Г., Андреев В.Е. Обнаружение насыщенных внутренних гравитационных волн и реконструкция их характеристик в атмосфере Марса // Известия вузов. Физика. 2016a. Т. 59, № 12-2. C. 46–49., Bristow W.A., Watkins B.J. Numerical simulation of the formation of thin ionization layers at high latitudes. Geophys. Res. Lett. 1991, vol. 18, pp. 404–407.

5. Губенко В.Н., Кириллович И.А., Лиу Й.-А., Павельев А.Г. Мониторинг активности внутренних гравитационных волн в атмосфере Арктики и Антарктики // Известия вузов. Физика. 2016б. Т. 59, № 12-3. C. 80–85., Bristow W.A., Watkins B.J. Incoherent scatter observations of thin ionization layers at Sondrestrom. J. Atmos. Terr. Phys. 1993, vol. 55, pp. 873–894.

同舟云学术

1.学者识别学者识别

2.学术分析学术分析

3.人才评估人才评估

"同舟云学术"是以全球学者为主线,采集、加工和组织学术论文而形成的新型学术文献查询和分析系统,可以对全球学者进行文献检索和人才价值评估。用户可以通过关注某些学科领域的顶尖人物而持续追踪该领域的学科进展和研究前沿。经过近期的数据扩容,当前同舟云学术共收录了国内外主流学术期刊6万余种,收集的期刊论文及会议论文总量共计约1.5亿篇,并以每天添加12000余篇中外论文的速度递增。我们也可以为用户提供个性化、定制化的学者数据。欢迎来电咨询!咨询电话:010-8811{复制后删除}0370

www.globalauthorid.com

TOP

Copyright © 2019-2024 北京同舟云网络信息技术有限公司
京公网安备11010802033243号  京ICP备18003416号-3