Численное моделирование распространения акустико-гравитационных волн в верхней атмосфере, генерированных различными поверхностными источниками
Диссертация
Проведено моделирование генерации и распространения возмущений в верхней атмосфере от разного типа поверхностных источников: сильных землетрясений и взрывов, длиннопериодных колебаний земной поверхности, длиннопериодных колебаний водной поверхности больших масштабов (сейши), температурного нагрева поверхностного слоя атмосферы, волн цунами. Впервые осуществлено моделирование АГВ от таких… Читать ещё >
Список литературы
- Аки К., Ричарде П. Количественная сейсмология. Москва «Мир». Т. 1 и 2. 1983.
- Алебастров В.А., Мальцев А. Т., Троицкий Б. В. Возмущения в ионосфере, вызываемые наземным взрывом // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1985. № 11.С.55−60.
- Альперович JT.C., Гохберг М. Б., Дробжев В. И. и др. Проект «МАССА» -исследование магнитосферно-атмосферных связей при сейсмоакустических явлениях // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1985. № 11. С.5−8.
- Андреева Е.С., Гохберг М. Б., Куницын В. Е., Терещенко Е. Д., Худукон Б. З., Шалимов СЛ. Радиотомографическая регистрация возмущений ионосферы от наземных взрывов// Космич. исслед. 2001. т. 39. № 1. с. 13 -17.
- Атмосфера. Справочник. Гидрометеоиздат. 1991.
- Атмосфера Стандартная. Параметры. ГОСТ 4401–81. 1981.
- Афраймович Э.Л., Воейков C.B., Лесюта О. С. и др. Перемещающееся ионосферное возмущение, возможно инициированное высотным взрывом// Солнечно-земная физика. 2002. Вып.З. 73−79
- Афраймович Э.Л., Косогоров Е. А., Плотников A.B. Ударно-акустические волны, генерируемые при запусках ракет и землетрясениях// Космические исследование. 2002. Т. 40. № 3. 261 -275.
- Афраймович Э.Л., Косогоров Е. А., Плотников A.B., Уралов A.M. Параметры ударно-акустических волн, генерируемых при землетрясениях// Физика Земли. 2001. № 6. 1−13.
- Афраймович Э.Л., Чернухов В. В., Кирюшкин В. В. Пространственно-временные характеристики ионосферного возмущения, обусловленного ударно-акустическими волнами, генерируемыми при запусках ракет// Радиотехника и электроника. 2001. Т. 46. № 11. 1299- 1307.
- Ахмедов P.P. Численное моделирование генерации акустико-гравитационных волн и ионосферных возмущений от наземных и атмосферных источников. Дис. канд. ф.-м. наук. 25.00.29. Москва. МГУ. 2004.
- Ахмедов P.P., Куницын В. Е. Численный метод решения задачи распространения акустико-гравитационных волн в атмосфере до ионосферных высот// Вестник Московского Университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2003. № 3. с. 38−42.
- Ахмедов P.P., Куницын В. Е. Моделирование ионосферных возмущений, вызванных землетрясениями и взрывами// Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т. 44. № 1.С. 1 -8.
- Белашов В.Ю. Динамика нелинейных внутренних гравитационных волн на высотах F-области ионосферы// Геомагнетизм и аэрономия. Т. 30. № 4. С. 637−641. 1990.
- Борисов Н.Д., Моисеев Б. С. Возбуждение акустическим импульсом МГД возмущений над эпицентром землетрясения // В сб. Ионосферные исследования. 1992. № 48. С.99−113.
- Брюнелли Б.Е., Намгаладзе A.A. Физика ионосферы. Москва. «Наука». 1988.
- Варшавский И.И., Вугмейстер Б. О., Калихман А. Д. Ионосферные эффекты наземных промышленных взрывов и их исследование методами радиозондирования // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука, 1986. Вып. 75. С.51−55.
- Гаврилов Н.М. Внутренние гравитационные волны и их воздействие на среднюю атмосферу и ионосферу. Дис. докт. ф.-м. наук. 04.00.22. Ленинград. ЛГУ. 1988.
- Гаврилов Н.М. Распространение внутренних гравитационных волн в стратифицированной атмосфере. Изв. АН СССР. ФАО. 1985. 21. 921 -927.
- Гаврилов Н.М., Юдин В. А. Численное исследование вертикальной структуры внутренних гравитационных волн от тропосферных источников// Изв. АН СССР. ФАО. 1986. Т. 22. № 6. 563 572.
- Гармаш C.B., Линьков Е. Н., Петрова Л. Н., Швед Г. Н. Возбуждение колебаний атмосферы сейсмогравитационными колебаниями Земли // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1989. Т. 35, № 12. С. 12 901 299.
- Голицын Г. С., Кляцкин В. И. Колебания в атмосфере, вызываемые движениями земной поверхности// Изв. АН СССР. ФАО. 1967. Т. 3. № 10. 1045 1052.
- Госсард Э., Хук У. Волны в атмосфере. «Мир». 1975. 532 с.
- Гохберг М.Б., Сараев А. К., Пертель М. И., Кочеров А. Б. Экспериментальные исследования ионосферных возмущений, вызванных взрывами в диапазоне супернизких частот// Тезисы конференции «Краткосрочный прогноз катастрофических землетрясений
- Григорьев Г. И. Акустико-гравитационные волны в атмосфере Земли (обзор)// Изв. ВУЗов Радиофизика. 1999. T. XLII. № 1. с. 3 25.
- Григорьев Г. И., Савина О. Н. Об орографическом возбуждении акустико гравитационных волн// Изв. АН СССР. ФАО. 1991. Т. 27. № 5. 545 -549.
- Данилов А.Д., Казимировский Э. С., Вергасова Г. В., Хачикян Г. Я. Метеорологические эффекты в ионосфере. «Гидрометеоиздат». Ленинград. 1987. 268.
- Дикий Л.А. Теория колебаний земной атмосферы. 1969.
- Дробжев В.И., Железняков Е. В., Идрисов И. К. и др. Ионосферные проявления акустической волны над эпицентром промышленного взрыва //Изв. ВУЗов Радиофизика. 1987. Т.ЗО. С.1436−1441.
- Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. «Мир». 1973.
- Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет. М.: Наука. 1983
- Калинин Ю.К., Сергеенко Н. П., Сазанов A.B. Динамика макромасштабных ионосферных неоднородностей, возникающих в главном максимуме в окрестностях эпицентров сильных землетрясений // Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т.44(2). С. 239−244.
- Калинин Ю.К., Сергеенко Н. П., Сазанов A.B. Кругосветные движения сейсмогенных макромасштабных неоднородностей в области F2 ионосферы //Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т.44(3). С. 331−338.
- Казимировский Э.С., Кокоуров В. Д. Движение в ионосфере. Наука. 1979.
- Кащеев Б.Л., Олейников А. Н., Томашевская Т. Б., Особенности высотной структуры внутренних гравитационных волн в метеорной зоне: Сб. ст. // Метеорные исследования. 1985. № 10. с. 5−10.
- Куницын В.Е., Сураев С. Н., Ахмедов P.P. Моделирование распространения акустико-гравитационных волн в атмосфере для различных поверхностных источников //Вестник Московского университета, серия 3, Физика. Астрономия. 2007, № 2, стр.59−63.
- Куницын В.Е., Сураев С. Н., Ахмедов P.P. Численное моделирование распространения акустико гравитационных волн в верхней атмосфере для периодических источников //Электромагнитные волны и электронные системы, Т. 12,2007, № 4, стр. 4−8.
- Куницын В.Е., Терещенко Е. Д., Андреева Е. С. Радиотомография ионосферы. М.: Наука. 2007, 335 с.
- Ландау Л.Д., Лифщиц В. М. Гидродинамика. «Наука». 1988.
- Левин Б.В., Носов М. А. Физика цунами. М.: «Янус-К». 2005.
- Линьков Е.М., Петрова Л. Н., Осипов К. С. Сейсмогравитационные пульсации Земли и возмущения атмосферы как возможные предвестники сильных землетрясений// Докл. АН СССР. 1990. 313. № 5. 1095 1098.
- Линьков Е.М., Петрова Л. Н. Зурошвили Д.Д. Сейсмогравитационные колебания Земли и связанные с ними возмущения атмосферы // Докл. АН СССР. 1989. Т.306. № 2. С. 315−317.
- Липеровский В.А., Похотелов O.A., Шалимов С. Л. Ионосферные предвестники землетрясений. «Наука». 1992. 304 с.
- Нагорский П.М. Анализ отклика КВ-радиосигнала на возмущения ионосферной плазмы, вызванные ударно-акустическими волнами// Изв. ВУЗов. Радиофизика. Т. XLII. № 1. 36−44. 1999.
- Нагорский П.М. Модификация F-области ионосферы мощными импульсными источниками волн в нейтральном газе: Дис.. докт. физ.-мат. наук. Томск: ТГУ. 1998. 325 с.
- Нагорский П.М. О возмущениях электронной концентрации в ионосфере, вызываемых наземными взрывами//Изв. АН СССР.ФЗ. 1985.№ 11.66 71.
- Оран Э., Борис Дж. Численное моделирование реагирующих потоков: Пер. с англ. М. Мир. 1990. 660 с.
- Перцев H.H., Шалимов С. Л. Генерация атмосферных гравитационных волн в сейсмически активном регионе и их влияние на ионосферу// Геомагнетизм и аэрономия. 1996. 36. 111 118.
- Плотников A.B. Детектирование с помощью GPS решеток ударно-акустических волн, генерируемых при запусках ракет, землетрясениях, и взрывах. Дис. канд. ф.-м. наук. 01.04.03. Иркутск. 2001.
- Поттер Д. Вычислительные методы в физике. Москва. «Мир». 1975. 392 с.
- Ратклифф Дж. Введение в физику ионосферы и магнитосферы. «Мир». 1975.
- Ришбет Г., Гарриот К. Введение в физику ионосферы. «Гидрометеоиздат» 1975.
- Романова Н.Н., Чунчузова Е. П. О нелинейном затухании коротких внутренних гравитационных волн в верхней атмосфере// Изв. АН СССР. ФАО. 1982. 18. № 2. 191−193.
- Роуч П. Вычислительная гидродинамика. 618 с. М.: Мир. 1980.
- Савина О.Н. Акустико-гравитационные волны в атмосфере с реалистическим рапределением температуры// Геомагнетизм и Аэрономия. Т. 36. № 2. С. 104−110
- Самарский А.А., Попов Ю. П. Разностные методы решения задач газовой динамики. Наука. 1979. 422 с.
- Сорокин В.М., Чмырев В. М. Физико-химическое воздействие очага землетрясения на околоземное космическое пространство // Химическая физика. 1997. Т. 16. № 6. С. 136−144.
- Таран В.И., Подьячий Ю. И., Смирнов А. Н., Герштейн Л. Я. Возмущения ионосферы после наземного взрыва по наблюдениям методом некогерентного рассеяния// Изв. АН СССР. Физика Земли. 1985. № 11. 75−79.
- Шалимов C.JI. Ионосферные неоднородности инициированные интенсивными магнитосферными токами и атмосферными волнами. Дис. докт. ф.-м. наук. 04.00.23. Москва 1998.
- Шефов Н. Н, А. И. Семенов, Хомич В. Ю., Излучение верхней атмосферы индикатор её структуры и динамики М.:ГЕОС, 2006, 741с.
- Шувалов В.В. Динамические процессы в атмосфере вызванные сильными импульсными возмущениями. Дис. докт. ф.-м. наук. 04.00.23. Москва. 1999.
- Alexander M.J., Holton J.R. A Model Study of Zonal Forcing in the Equatorial Atratosphere by Convectively Induced Gravity Waves// Journal of Atmospheric Sciences/ V. 54. No 3. 1997. C.409−419.
- Artru J., Ducic V., Kanamori H., Lognonne P., Murakami M. Ionospheric detection of gravity waves induced by tsunamis// Geophys. J. Int. V.160. 2005. P. 840−848.
- Artru J., Farges T., Lognonne P. Acoustic waves generated from seismic surface waves: propagation propoties determinied from Doopler sounding observations and normal-mode modeling.// Geophys. J. Int. V.158. 2004. P. 1067−1077.
- Afraimovich E.L., Perevalova N.P., Plotnikov A.V., Uralov A.M. The shockacoustic waves generated by earthquakes// Ann. Geophysicae. 2001. 19. 395 -409.
- Boris J.P., Landsberg A.M., Oran E.S., Gardner J.H. LCPFCT A Flux -Corrected Transport Algorithm for Solving Generalized Continuity Equations. 1993.
- Bowman G.G., Some aspects of large-scale traveling ionospheric disturbances, Planet. Space Sci., 40,1992, p.829−845
- Calais E., Minster J.B. GPS, earthquakes, the ionosphere, and the Space Shuttle// Physics of Earth and Planetary Interiors. 1998. 105. 167 181.
- Davies J., Archambeu C. Modeling of atmospheric and ionospheric disturbances from shallow seismic sources// Phys. of the Earth and Planet. Inter. 1998. 105. 183−199.
- Drobzheva Ya.V., Krasnov V.M. The acoustic field in the atmosphere and ionosphere caused by a point explosion on the ground// J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2003. V. 65. No. 3. 369 377.
- Ducic V., Artru J., Lognonne P. Ionospheric remote sensing of the Denali Earthquake Rayleigh surface waves// Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30. No. 18.
- Durran D. Numerical methods for wave equations in Geophysical Fluid Dynamics. Springer Verlag New York, Inc. 1999. 465 p.
- Fitzgerald T.J. Observations of total electron content perturbations on GPS signals caused by a ground level explosion// J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 1997. V. 59. № 7. 829 834.
- Francis S.H. Acoustic-gravity modes and large-scale traveling ionospheric disturbances of a realistic, dissipative atmosphere// J. Geophys. Res. 1973. V. 78. № 13.2278−2301.
- Francis S.H. Global propagation of atmospheric gravity waves: a review// J. Atmos. Terr. Phys. 1975. 37. 1011 1054.
- Friedman J.P. Propagation of internal gravity waves in a thermally stratified atmosphere//J. Geophys. Res. 1966. V. 71. № 4. 1033 1053.
- Fritts D.C., Alexander M.J. Gravity wave dynamics and effects in the middle atmosphere// Reviews of geophysics. 2003. V. 41. N. 1. 1−64.
- Gardner C.S. Reply to Hines' comments on «Testing theories of atmospheric gravity wave saturation and dissipation"// J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 1998. V. 60. 663 -665.
- Gardner C.S. Testing theories of atmospheric gravity wave saturation and dissipation//J. Atmos. Terr. Phys. 1996. V. 58. No. 14. 1575 1589.
- Garsia R., Crespon F., Ducic V., Lognonne P. Three-dimensional ionosperic tomography of post-seismic perturbations produced by the Denali earthquake from GPS data// Geophys J. Int. 2005. V. 163. P. 1049−1064.
- Gavrilov N.M. Parametrization of momentum and energy depositions from gravity waves generated by Tropospheric hydrodynamic sources// Ann. Geophysicae. 1997. 15. 1570- 1580.
- Gavrilov N.M., Jacobi Ch. A study of seasonal variations of gravity wave intensity in the lower thermosphere using LF D1 wind observations and a numerical model// Ann. Geophysicae. 2004. 22. 35 45.
- Hickey M., Waterscheid R., Taylor M., et al. Numerical simulations of gravity waves imaged over Arecibo during the 10-day January 1993 campaign// journal of geophysical research, 1997, V.102, No A6, P 11 475−11 489
- Hines C.O. Comments on the paper by C.S. Gardner «Testing theories of atmospheric gravity wave saturation and dissipation"// J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 1998. V. 60. 655−662.
- Hines C.O. Internal atmospheric gravity waves at ionospheric heights// Can. J. Phys. 1960. V. 38. 1441 1481.
- Hines C.O. Propagation velocities and speeds in ionospheric waves: A review // J.Atmos. and Terr. Phys. 1974. V.36 P. 1179−1204
- Hocke K., Schlegel K. A review of atmospheric gravity waves and traveling ionospheric disturbances: 1982 1995// Ann. Geophysicae. 1996. 14. 917 — 940.
- Holton J.R., Beres J.H., Zhou X. On the vertical scale of gravity waves excited by localized thermal forcing// Notes and correspondence. 2002. 2019−2023.
- Holton J.R., Millendore G.L., Zhou X. Forcing of secondary waves by breaking of gravity waves in the mesosphere// J. Geophys. Res. V. 107. NO. D7, 10. 1029/2001JD001204, 2002.
- Imamura T., Ogawa T. Radiative damping of gravity waves in the terrestrial planetary atmospheres// Geophys. Res. Lett. 1995. V. 22. NO. 3. 267−270.
- Jacobson A.R., Carlos R.C., Blanc E. Observations of ionospheric disturbances following a 5-kt chemical explosion. 1. Persistent oscillation in the lower thermosphere after shock passage// Radio Sci. 1988. V.23. № 5. P. 820−830.
- Klostermeryer J. Numerical calculation of gravity wave propagation in a realistic thermosphere. J. Atmos. Terr. Phys. 1972. 34. 765 774.
- Kunitsyn V., Tereshchenko E. Ionospheric Tomography. Springer-Verlag, 2003, 272 p.
- Kunitsyn V.E., Tereshchenko E.D., Andreeva E.S. et al. Radiotomographic investigations of ionospheric structures at auroral and middle latitudes// Ann. Geophysicae. 1995. V. 13. No. 12. P. 1351−1359.
- Liperovsky V.A., Meister C.V., Schlegel K., Haldoupis Ch. Currents and turbulence in and near mid-latitude sporadic E-layers caused by strong acoustic impulses //Ann. Geophys. 1997. V. 15. P.767−773
- MacKinnon R.F. Effects of winds on atmospheric pressure waves produced by hydrogen bombs// Journal of the meteorological Society of Japan. 1968. Ser. II. V. 46. P. 45−59.
- Mayer H.G., Harris F.A., Herrero F.A., Spencer N.W., Varosi F., Pesnell W.D. Thermospheric gravity waves: observations and interpretation using the transfer function model (TEM)// Space Sci. Rev. 1990. 54. 297 375.
- Mayer H.G., Harris I., Varosi F., Herrero F.A. Global excitation of wave phenomena in a dissipative multiconstituent medium// J. Geophys. Res. 1984. V. 89. № A12. P. 10 929- 10 986.
- Munro G.H. Short-period changes in the F region of the ionosphere. Nature. 1948. 162. 886−887.
- Noble S.T. A large-amplitude traveling ionospheric disturbance exited by the Space Shuttle during launch//J. Geophys. Res. 1990. V. 95. 19 037- 19 044.
- Nicolls M. J., Kelley M.C. Strong evidence for gravity wave seeding of an ionospheric plasma instability// Geophysical Res. Let. 2005. V. 32. L05108
- Paltier W.R., Hines C.O. On the possible detection of tsunamis by a monitoring of the ionosphere//J.geophys. Res. 81(12), 1995−2000.
- Popov K.V., Liperovsky V.A., Meister C.-V., et al. On ionospheric precursors of earthquakes in scales of 2−3 hours // Phys. And. Chem. Earth. 2004. V. 29. P.529−535.
- Piani C., Durran D., Alexander M.J., Holton J.R. A numerical study of three-dimensional gravity waves triggered by deep tropical convection and their role in the dynamics of the QBO// J. Atmos. Sci. 2000. V. 57. No. 22. 3689 -3701.
- Pitteway M., Hines C. The viscous damping of atmospheric gravity waves// Can. J. Phys. 1963. V. 41. 1935 1948.
- Pitteway M.L.V., Rickel D.G., Wright J.W., Al-Jarrah M.M. Modeling the ionospheric disturbance caused by an explosion on the ground// Ann. Geophysicae. V. 3. No. 6. P. 695 704. 1985.
- Pulinets S., Boyarchuk K. Ionospheric Precursors of Eathquakes, Springer, Berlin, 2004.
- Row R.V. Acoustic-gravity waves in the upper atmosphere due to a nuclear detonation and an Earthquake// // J. Geophys. Res. 1967. V. 72. No. 5. 1599 -1610.
- Sauli P., Boska J. Tropospheric events and possible related gravity wave activity effects on the ionosphere// J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2001. 63. 945 -950.
- Staquet C., Sommeria J. Internal Gravity Waves: From Instabilities to Turbulence// Ann. Rev. Fluid Mech. 2002, V.34. P.559−593.
- Whiteway J.A., Duck T.J. Evidence for critical level filtering of atmospheric gravity waves. Geophys. Res. Lett. 1996. 23. 145 148.
- Wuest A., Farmer D.M. Seishe// McGraw-Hill Encyclopedia of Science&Technology, 2003.
- Zaslavski Y., Parrot M., Blanc E. Analysis of TEC measurements above active seismic regions// Phys. of the Earth and Planet. Inter. 1998. 105. 219 -228.
- Zhang S.D., Yi F. A numerical study of nonlinear propagation of a gravity-wave packet in compressible atmosphere// J. Geophys. Res. 1999. V. 104. D12. 14 261 14 270.
- Zhang S.D., Yi F. A numerical study of propagation characteristics of gravity wave packets propagating in a dissipative atmosphere// J. Geophys. Res. 2002. V. 107. D14. 1−9.
- Zhang S.D., Yi F. A numerical study on the propagation and evaluation of resonant interacting gravity waves// J. Geophys. Res. 2004. V. 109. D24. 107.