Уже упоминалось, что как численное моделирование, так и наблюдения показали, что долгопериодические и SPW не могут проникать в термосферу. Реже SPW от NH могут проникать в нижнюю термосферу (Mukhtarov et al., 2010a). Однако некоторые долгопериодические PW могут быть получены в нижней термосфере, а затем непосредственно (путем изменения химии путем перераспределения нейтральной композиции) или косвенно (с помощью электродинамического динамо-воздействия) могут влиять на ионосферу. Поскольку область динамо очень важна для волнового воздействия ионосферы снизу спектров двумерной амплитуды на более низких высотах термосферы, детально рассмотрены. Предварительные спектральные результаты (не показаны здесь) показали, что зонально распространяющиеся волны значительно слабее, чем зонально-симметричные (s = 0) в нижней термосфере. Это является причиной того, что только 2D амплитудный спектр для зонально-симметричных (s = 0) PW показан на рис. 2. Спектр рассчитывается по температурам SABER на высоте 110 км для периодического диапазона 2-30 дней. Самые большие пики: (i) 9-дневный пик, который увеличивается около500N; Мухтаров и Панчева (2012) сообщили, что это связано с 9-дневным рецидивом аврорального нагрева и (ii) скоплением пиков около 21-24 дней, которые сильны в тропических широтах; Есть сигнатуры, что эти колебания усиливаются и на высоких широтах.
На рисунке 3.а показаны амплитуды в Кельвине (верхний график) и фазы в градусах (нижний график) 23-дневной зонально-симметричной волны на высоте 110 км, полученные из температур SABER. Очень сильные 23-дневные колебания температуры с амплитудами, достигающими 15 К, наблюдаются на низких широтах, около 20ºN и 10ºS, поскольку южная ветвь сильнее северной. Отметим, что 23-дневные колебания сильнее, чем SPW1, 13 K, на рассматриваемой высоте. Усиление волны начинается во второй половине декабря и продолжается до конца февраля, то есть оно присутствует до, во время и после основного SSW. Уже упоминалось, что температурный пик SSW при 60ºN наблюдался 24 января; Он отмечен толстой белой пунктирной линией на рис. 3. Похоже, что основной SSW не влияет на 23-дневные колебания на широте 10ºS, но наблюдается небольшой спад волновой активности в NH. Фазы 23-дневных колебаний показаны на нижнем графике рис. 3а, и они показывают, что эти долгопериодические колебания почти не соответствуют фазе в обоих полушариях.
Ранее было упомянуто, что 23-дневная зонально-симметричная волна почти регулярно наблюдается в зимней стратосфере и мезосфере (Pancheva et al., 2007, 2008b, 2009b). Это колебание наблюдается и в зимний период 2008-2009 гг., А его широтная структура в стратосфере на высоте 45 км показана на рис. 3b. Опять верхний график представляет амплитуды волн, а фаза - в нижней. Стоит отметить, что широтная волновая структура в мезосфере на высоте 70 км, где максимальная температура SPW1 максимизируется, очень похожа на ширину 45 км, так как только амплитуды больше (5,6 К), чем в стратосфере (3,7 К) (здесь не показано). Из сравнения рис. 3а и б следует, что 23-дневное колебание имеет совершенно разную широтную структуру в страто-мезосфере и в нижней термосфере. В то время как в страто-мезосфере два диапазона волновых усилений расположены на высоких широтах NH, а над экватором - в широтном диапазоне более низких температур, равном ± 50º, два улучшения наблюдаются на низких широтах обоих полушарий. 23-дневное усиление NH-широты в srtato-мезосфере совпадает с высокотемпературной температурой SPW1 (Labitzke and Kunze, 2009, Fig.2), указывающей на то, что оба типа волн связаны между собой. Наступление основного SSW, отмеченное толстой белой пунктирной линией, влияет на обе волны, так как тогда среднее течение меняется на запад и препятствует их распространению в мезосферу. 23-дневная фазовая структура волны в стратосфере (и мезосфера) также показана на нижнем графике рис. 3b, показывает, что высокоширотные и экваториальные волновые улучшения почти не соответствуют фазе. Основные особенности 23-дневной зонально-симметричной волны в страто-мезосфере те же, что описаны в Pancheva et al. (2007), поэтому, скорее всего, эта волна генерируется сочетанием полосатой 23-дневной волны и SPW1.
На рис.4 показаны вертикальные структуры 23-дневных (s = 0) амплитуд PW на широтах 20N (верхний график) и 10S (нижний график), наблюдаемых в температурах SABER. 23-дневные колебания быстро усиливаются над высотой 100 км и достигают максимума около 115 км; Ветвь SH немного сильнее (15 K), чем в NH (13 K). Некоторые улучшения волн наблюдаются на высоте 75 и 90 км. В то время как SH 23-дневные колебания не зависят от основного SSW, что в NH отображает некоторый короткий длительный небольшой спад, а затем снова восстанавливается.
На рис.5 отображает высотно-широтную структуру 23-дневной (s = 0) средней амплитуды PW (верхний график) и фазы (нижний график) за январь 2009 года, наблюдаемой при температурах SABER. В то время как максимум волны SH расположен на высоте 115 км и широте 10S в течение всего января, что один в NH изменяет свое местоположение между высотами 105 и 115 км и широтами 20-30N. Движение вниз пика PW после основного SSW можно увидеть на верхней панели рис. 4. Структура вертикальной фазы, показанная на нижнем графике фиг. 5 указывает, что 23-дневная колебания генерируются непосредственно в тропической нижней термосфере и ее фазы уменьшаются вниз.
Рис 3. (a) Широта структуры 23-дневных амплитуд S0 PW (в Кельвине, верхний график) и фаз (в градусах, нижний график) на высоте 110 км, наблюдаемых в температурах SABER зимой 2008/2009; (Б) то же, что и в (а), но на высоте 45 км; Белая пунктирная линия отмечает температурный пик в полярной стратосфере.
|
Рис 4. Высотные структуры 23-дневных амплитуд S0 PW на широте 20N (верхний график) и 10S (нижний график), наблюдаемые в температурах SABER зимой 2008/2009; Белая пунктирная линия отмечает температурный пик в полярной стратосфере.