ВАРИАЦИИ АТМОСФЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В ВЫСОКОШИРОТНОЙ ОБЛАСТИ СЕВЕРНОГО ПОЛУШАРИЯ ВО ВРЕМЯ СОЛНЕЧНЫХ ПРОТОННЫХ СОБЫТИЙ ЯНВАРЯ 2005 г.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено исследование характеристик атмосферы в высоких широтах Северного полушария в связи с мощным всплеском солнечной активности в период 13–23 января 2005 г., который вызвал серию солнечных протонных событий, сильные магнитные бури и глубокое Форбуш-понижение галактических космических лучей. Показано, что исследуемый всплеск сопровождался значительным возмущением средней и нижней атмосферы высоких широт. Наибольшие изменения стратосферной циркуляции (резкое увеличение интенсивности стратосферного полярного вихря) произошли 15–19 января и совпали по времени со значительным возрастанием скорости ионизации в верхней стратосфере и мезосфере, увеличением индекса NAO (North Atlantic Oscillation) и ослаблением волновой активности. В нижней атмосфере в исследуемый период наблюдалась интенсивная регенерация циклонов у юго-восточного побережья Гренландии. Интенсификация вихря сопровождалась заметным понижением температуры в стратосфере (на ~10 К) в области широт выше 70°N. Дальнейшее резкое ослабление вихря в конце января способствовало началу события, близкого по характеристикам к внезапному стратосферному потеплению. Результаты исследования позволяют предположить, что возможное влияние на развитие наблюдаемых возмущений оказали явления, связанные с резким усилением вспышечной активности на Солнце в период 13–23 января 2005 г., в том числе серия мощных солнечных протонных событий, вызвавшая значительный рост ионизации в средней атмосфере.

Об авторах

С. В Веретененко

Физико-технический институт им. А.Ф. Ноффе РАН (ФТИ)

Email: s.veretenenko@mail.ioffe.ru
Санкт-Петербург, Россия

А. В Коваль

Санкт-Петербургский государственный университет (СПбГУ)

Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Веретененко С.В. Сравнительный анализ коротоковременных эффектов солнечных и галактических космических лучей в эволюции барических систем умеренных широт // Известия РАН. Серия физическая. Т. 81. № 2. С. 281–284. 2017.
  2. Веретененко С.В., Пудовкин М.И. Эффекты вариаций космических лучей в циркуляции нижней атмосферы // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 33. № 6. С. 35–40. 1993.
  3. Веретененко С.В., Тайл П. Солнечные протонные события и эволюция циклонов в Северной Атлантике // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 48. № 4. С. 542–552. 2008.
  4. Воробьев В.И. Синоптическая метеорология. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.
  5. Янчуковский В.Л. Реакция среднеширотной атмосферы на спорадические вариации космических лучей в регионе Западной Сибири // Солнечно-земная физика. Т. 10. № 4. С. 65–71. 2024.
  6. Artamonova I., Veretenenko S. Galactic cosmic ray variation influence on baric system dynamics at middle latitudes // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. V. 73. No. 2/3. P. 366–370. 2011.
  7. Baumgaertner A.J.G., Seppälä A., Jöckel P., Ciliverd M.A. Geomagnetic activity related NOx enhancements and polar surface air temperature variability in a chemistry climate model: Modulation of the NAM index // Atmos. Chem. Phys. V. 11. P. 4521–4531. 2011.
  8. Bazilevskaya G.A., Usoskin I.G., Fluckiger E.O. et al. Cosmic Ray Induced Ion Production in the Atmosphere // Space Science Review. V. 137(1–4). P. 149–173. 2008.
  9. Gelaro R., McCarty W., Suarez M.J. et al. The Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications, Version 2 (MERRA-2) // J. Climate. V. 30. P. 5419–5454. 2017.
  10. Gill A.E. Atmosphere-Ocean Dynamics. Academic Press, 1982.
  11. Holton J.R. An introduction to dynamic meteorology (fourth edition). New York: Elsevier Academic Press. 2004.
  12. Hurrell J.W., Kushnir Y., Ottersen, G., Visbeck M. An overview of the North Atlantic Oscillation. In: The North Atlantic Oscillation: Climatic Significance and Environmental Impact. Geophysical Monograph Series. P. 1–35. 2003.
  13. Jackman C.H. Effects of energetic particles on minor constituents of the middle atmosphere // J. Geomag. Geoelectr. V. 43. Suppl. P. 637–646. 1991.
  14. Jackman C.H., Marsh D.R., Vitt F.M. et al. Northern Hemisphere atmospheric influence of the solar proton events and ground level enhancement in January 2005 // Atmos. Chem. Phys. V. 11. P. 6153–6166. 2011.
  15. Jucker M. Scaling of Eliassen-Palm flux vectors // Atmos. Sci. Lett. V. 22. No. 4. e1020. 2021.
  16. Koval A.V., Gavrilov N.M., Pogoreltsev A.I., Savenkova E.N. Comparisons of planetary wave propagation to the upper atmosphere during stratospheric warming events at different QBO phases // J. Atm. Sol.-Terr. Phys. V. 171. P. 201–209. 2018.
  17. Logachev Yu.I., Bazilevskaya G.A., Vashenyuk E.V. et al. Catalogue of Solar Proton Events in the 23rd Cycle of Solar Activity (1996–2008). Moscow: 2016. http://www.wdcb.ru/stp/data/SPE/Catalog_SPE_23_cycle_SA.pdf
  18. Miroshnichenko L.I. Solar cosmic rays in the system of solar–terrestrial relations // J. Atm. Sol.-Terr. Phys. V. 70. P. 450–466. 2008.
  19. Özgüç A., Atac T., Rybák J. Temporal variability of the flare index (1996-2001) // Solar Phys. V. 214. P. 375–396. 2003.
  20. Rozanov E., Calisto M., Egorova T., Peter T., Schmutz W. Influence of the precipitating energetic particles on atmospheric chemistry and climate // Surv. Geophys. V. 33. P. 483–501. 2012.
  21. Rösevall J.D., Murtagh D.P., Urban J. et al. A study of ozone depletion in the 2004/2005 Arctic winter based on data from Odin/SMR and Aura/MLS // J. Geophys. Res. V. 113. D13301. 2008.
  22. Rusch D.W., Gérard J.-C., Solomon S., et al. The effect of particle precipitation events on the neutral and ion chemistry of the middle atmosphere I. Odd nitrogen // Planet. Space Sci. V. 29. No. 7. P. 767–774. 1981.
  23. Solomon S., Rusch D.W., Gérard J.-C., et al. The effect of particle precipitation events on the neutral and ion chemistry of the middle atmosphere: II. Odd hydrogen // Planet. Space Sci. V. 29. No. 8. P. 885–893. 1981.
  24. Tinsley B.A. The global atmospheric electric circuit and its effects on cloud microphysics // Reports on Progress in Physics. V. 71. No. 6. P. 66801–66900. 2008.
  25. Tinsley B.A. A working hypothesis for connections between electrically-induced changes in cloud microphysics and storm vorticity, with possible effects on circulation // Adv. Space Res. V. 50. P. 791–805. 2012.
  26. Tinsley B.A. Uncertainties in evaluating global electric circuit interactions with atmospheric clouds and aerosols, and consequences for radiation and dynamics // J. Geophys. Res. V. 127. e2021D035954. 2022.
  27. Veretenenko S.V. Stratospheric polar vortex as an important link between the lower atmosphere circulation and solar activity // Atmosphere. V. 13. No. 7. Art No. 1132. 2022.
  28. Veretenenko S., Thejll P. Effects of energetic solar proton events on the cyclone development in the North Atlantic // J. Atm. Sol.-Terr. Phys. V. 66. P. 393–405. 2004.
  29. Weeks L.H., Cuikay R.S., Corbin J.R. Ozone measurements in the mesosphere during the solar proton event of 2 November 1969 // J. Atmos. Sci. V. 29. P. 1138–1142. 1972.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).