Пространственные и спектральные характеристики ионосферных возмущений, связанных с развитием неустойчивостей в зимнем стратосферном циркумполярном вихре

Проект направлен на решение проблемы выявления реакции средне- и высокоширотной ионосферы на возмущения, возникающие в нижележащей нейтральной атмосферы, в периоды развития и трансформацией неустойчивостей в зимнем циркумполярном вихре. Выполнение задачи Проекта включает в себя следующие пункты: 1. Анализ пространственно-временных характеристик вариаций в параметрах нижней нейтральной атмосферы (стратосферы, нижней мезосферы) средних и высоких широт в периоды развития и трансформации зимнего циркумполярного вихря, включая периоды внезапных стратосферных потеплений (ВСП). Изучение спектральных особенностей атмосферных вариаций во время ВСП разного типа. 2. Разработка индекса стратосферной ВГВ-возмущенности. Анализ изменений значений индекса в зависимости от процессов трансформации циркумполярного вихря и струйного течения, в различных долготных регионах. 3. Исследование пространственно-временных особенностей ионосферной возмущенности с периодами ВГВ, выявление возможной связи обнаруженных особенностей с трансформацией струйного течения в нижележащей стратосфере, в том числе в периоды ВСП разного типа. 4. Анализ корреляций между индексами ВГВ-возмущенности стратосферы и ионосферы в разных долготных и широтных секторах. 5. Анализ спектра вариаций ионосферы, регистрируемых в спокойной геомагнитной обстановке в зимнее время, и изменений спектра вариаций в периоды ВСП. Научная новизна предлагаемых исследований заключается в том, что впервые в глобальном масштабе будут исследована взаимосвязь пространственных особенностей ионосферных возмущений, наблюдаемых в средних и высоких широтах в зимнее время, с динамикой и трансформацией зимнего циркумполярного вихря в нижней стратосфере. Совместный анализ динамики и пространственной картины возмущенности ионосферы и стратосферы позволит получить новые убедительные доказательства наличия связи между возмущениями в этих атмосферных слоях, а также оценить степень воздействия процессов в зимнем струйном течении на уровень возмущенности ионосферной плазмы. Научная значимость решения указанных задач определяется необходимостью прояснения механизма взаимодействия различных атмосферных слоев и пространственно-временных особенностей этого взаимодействия. Одной из сложностей моделирования ионосферы является трудность учета вклада «метеорологических факторов» в ионосферную изменчивость ото дня ко дню. В рамках Проекта планируется получение нового индекса стратосферной возмущенности, который в перспективе может быть применен для частичного решения указанной задачи (учета возмущенности стратосферы). При успешной реализации, предлагаемый индекс потенциально может быть использован в качестве нового входного параметра для существующих и разрабатываемых динамических моделей атмосферы и ионосферы для учета атмосферно-ионосферного взаимодействия. Данный результат может создать превосходство по отношению к работам мирового уровня, ведущимися в данном направлении. Исследование будет выполняться на основе совместного анализа экспериментальных данных полного электронного содержания ионосферы с меридиональных цепочек приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, данных нового реанализа ECMWF ERA-5 о движении нейтрального газа, а также данных спутникового спектрометра GUVI TIMED о составе нейтральной атмосферы. Достижимость решения поставленной задачи и возможность получения новых результатов обусловлена опытом автора в исследовании атмосферных и ионосферных процессов и имеющимся научным заделом.