Енергетичний баланс еванесцентних акустико-гравітаційних хвиль

Heading: 
Динаміка і фізика тіл Сонячної системи
1Федоренко, АК, 2Черемних, ОК, 2Крючков, ЄІ, Власов, ДІ
1Институт космических исследований НАН Украины и ГКА Украины, Киев, Украина
2Інститут космічних досліджень НАН України та ДКА України, Київ, Україна
Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2022, 38(4):17-28
Start Page: Динаміка і фізика тіл Сонячної системи
Мова: українська
Анотація: 

Досліджено особливості енергетичного балансу еванесцентних акустико-гравітаційних хвиль в атмосфері. Для вільно поширюваних АГХ в ідеальній ізотермічній атмосфері без врахування дисипації середні за період щільності кінетичної та потенціальної енергії є однаковими. Це справедливо для акустичної і гравітаційної областей спектру АГХ. Показано, що в еванесцентній області спектру середні за період щільності кінетичної та потенціальної енергії АГХ не дорівнюють одна одній в загальному випадку. Виняток складають хвиля Лемба і коливання Брента — Вяйсяля, в яких частинки здійснюють коливальні рухи тільки по одній координаті (по горизонталі або вертикалі). Також щільності кінетичної і потенціальної енергії є однаковими для еванесцентних f- і ℽ-мод у точках, де вони дотикаються до областей вільно поширюваних хвиль. Висловлено припущення про переважну реалізацію тих еванесцентних режимів, для яких виконується рівність середніх значень кінетичної і потенціальної енергії.

Ключові слова: акустико-гравітаційна хвиля, еванесцентні хвильові моди, енергетичний баланс

Повний текст (PDF)

References: 

1. Dikiy L. A. (1969) Theory of oscillations of the Earth atmosphere. L., Gidrometeoizdat, 196.
2. Klymenko Yu. O., Fedorenko A. K., Kryuchkov E. I., Cheremnykh O. K., Voitsekhovska A. D., Selivanov Y. O., Zhuk I. T. (2021) Identification of Acoustic-Gravity Waves According to the Satellite Measurement Data. Kinematics and Phys. of Celestial Bodies. 37 (6). 273-283 (In Russian).
3. Kryuchkov E. I., Fedorenko A. K. (2012) Peculiarities of energy transport in the atmosphere by acoustic gravity waves. Geomagn. Aeron. 52. 235—241 (In Russian).
4. Fedorenko A. K. (2010) Energy balance of acoustic gravity waves above the polar caps according to the data of satellite measurements. Geomagn. Aeron. 50. 107—118.
https://doi.org/10.1134/S0016793210010123 (In Russian).
5. Fedorenko A. K., Zakharov I. V. (2012) Specific oscillatory mode in the polar thermosphere. Kosm. nauka tehnol. 18 (2). 26—32.
https://doi.org/10.15407/knit2012.02.026 (In Russian).
6. Beer T. (1974) Atmospheric Wave. John Wiley, New York, 300.
7. Cheremnykh O. K., Fedorenko A. K., Kryuchkov E. I., Selivanov Y. A. (2019) Evanescent acoustic-gravity modes in the isothermal atmosphere: systematization, applications to the Earth’s and Solar atmospheres. Ann. Geophys. 37 (3), 405—415.
https://doi.org/10.5194/angeo-37-405-2019.
8. Gossard E., Hooke W. (1975) Waves in the Atmosphere: Atmospheric Infrasound and Gravity Waves: Their Generation and Propagation. Elsevier Scientific Publishing Company, 456.
9. Hines C. O. (1960) Internal gravity waves at ionospheric heights. Can. J. Phys. 38. 1441—1481.
10. Jones W. L. (1969) Non-divergent oscillations in the Solar Atmosphere. Solar Phys. 7. 204—209.
11. Kundu P. (1990) Fluid Dynamics.Elsevier, New York, 638.
12. Lamb H. (1932) Hydrodynamics. Dover, New York, 362.
13. Roy A., Roy S., Misra A. P. (2019) Dynamical properties of acoustic-gravity waves in the atmosphere. J. Atmos. and Solar-Terr. Phys. 186. 78—81.
14. Stenflo L., Shukla P. K. (2009) Nonlinear acoustic gravity wave. J. Plasma Phys. 75. 841—847 (2009).
https://doi.org/10.1017/S0022377809007892.
15. Tolstoy I. (1963) The theory of waves in stratified fluids including the effects of gravity and rotation. Rev. Modern Phys. 35 (1).
16. Vadas S. L., Fritts M. J. (2005) Thermospheric responses to gravity waves: Influences of increasing viscosity and thermal diffusivity. J. Geophys. Res. 110, D15103.
https://doi.org/10.1029/2004JD005574.
17. Waltercheid R. L., Hecht J. H. (2003) A reexamination of evanescent acoustic-gravity waves: Special properties and aeronomical significance. J. Geophys. Res. 108, D11. 4340.
https://doi.org/10.1029/2002JD002421.
18. Yeh K.S., Liu C. H. (1974) Acoustic-gravity waves in the upper atmosphere. Rev. Geophys. Space Phys. 12. 193—216.
19. Zhang S. D., Yi F. (2002) A numerical study of propagation characteristics of gravity wave packets propagating in a dissipative atmosphere. J. Geophys. Res. 107. D14. 1—9.