Куницын В.Е., Крысанов Б.Ю., Воронцов А.М. «Генерация акустико-гравитационных волн различными источниками на поверхности Земли» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 6, с. 112-119 (2015)

Используя разработанную численную модель генерации и распространения акустико-гравитационных волн в атмосфере Земли, проведен анализ закономерностей в распространении акустических и внутренних гравитационных волн для случая стратифицированной атмосферы с учетом диссипации. Исследованы характеристики возмущений от различных классов источников на поверхности Земли, таких как землетрясения, взрывы, сейши, температурный нагрев и волны цунами.

Гуляев В.Т., Кузнецов В.В., Плоткин В.В., Хомутов С.Ю. «Генерация и распространение инфразвука в атмосфере при работе мощных сейсмовибраторов» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 37, № 3, с. 303-312 (2001)

Экспериментально исследованы особенности генерации инфразвука при работе мощных сейсмовибраторов. Показано, что инфразвук излучается в атмосферу областью, прилегающей к сейсмовибратору, с размером порядка ста пятидесяти метров. Мониторинг инфразвука от сейсмовибраторов в течение года на расстоянии 50 км свидетельствует о широком диапазоне времен прихода, амплитуд и модового состава инфразвуковых сигналов и быстрой изменчивости атмосферного канала их распространения.

Сажин М.В. «О возможности лабораторного обнаружения долгопериодических гравитационных волн» Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия, № 4, с. 45-48 (1982)

Предлагается лабораторный метод детектирования гравитационных волн с использованием кумулятивного эффекта во влиянии гравитационного излучения на сдвиг частоты фотона.

Булатов В.В., Владимиров Ю.В. «Об асимптотике критических режимов генерации внутренних гравитационных волн» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 124-128 (2000)

Рассматривается задача о построении асимптотического представления решения для поля внутренних гравитационных волн, возбуждаемых источником, движущимся со скоростью, близкой к максимальной групповой скорости распространения отдельной волновой моды. Полученное асимптотическое представление решения для критических режимов генерации отдельной моды выражается через функцию Макдональда нулевого порядка. Приведены результаты численных расчетов по точным и асимптотическим формулам.

Лавренов И.В., Новаков А.В. «Численное моделирование взаимодействия гравитационных волн с упругими льдинами» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 3, с. 123-131 (2000)

Численно в линейной постановке моделируется самосогласованное движение жидкости и упругих колебаний пластин, частично покрывающих жидкость. Задача сводится к нахождению совместного решения уравнения Лапласа для жидкости и уравнения колебаний упругой пластины для льда. Проводится сопоставление численного и аналитического решения, которое находится из интегрального уравнения с функцией Грина. Для численной реализации задачи предложено использовать метод граничных элементов для уравнения Лапласа и метод конечных элементов для решения уравнения для упругой пластины. Получены значения коэффициентов прохождения и отражения поверхностных гравитационных волн от плавающих пластин. Показано, что решение может иметь квазипериодический характер, определяемый исходными значениями параметров волн и ледяных пластин. Льдины могут оказывать фильтрующее влияние на спектр поверхностного волнения, существенно уменьшая отдельные его компоненты, подверженные наибольшему отражению.

Сомсиков В.М., Гангули Б., Дунгенбаева К.Е. «Акустико-гравитационные волны в неравновесной атмосфере» Геомагнетизм и аэрономия, 44, № 3, с. 407-411 (2004)

Изучаются собственные колебания неравновесной атмосферы, которая рассматривается как двухкомпонентная среда, состоящая из газа и взаимодействующей с ней солнечной радиации. Получено дисперсионное соотношение для собственных колебаний этой среды, выполнены сравнения их спектров с акустико-гравитационными волнами в атмосферном равновесном газе и определены их отличительные особенности. Рассмотрена зависимость этих особенностей от высоты.

Сафаргалеев В.В., Пчелкина Е.В., Кудряшова Н.В., Воронин А.И., Козловский А.Е. «Оценка скорости распространения волн диапазона 0.2–5 Гц в ионосферном волноводе» Геомагнетизм и аэрономия, 44, № 5, с. 607-615 (2004)

По данным сети индукционных магнитометров на Кольском и Скандинавском полуострове и на архипелаге Шпицберген оценена скорость ионосферного распространения пульсаций герцового диапазона, возбуждаемых внезапным увеличением динамического давления солнечного ветра. Минимальная величина скорости составила 80 км/с, что заметно меньше величин, полученных ранее другими авторами. Возможные причины наблюдаемого расхождения обсуждаются с точки зрения различия источников, используемых для анализа пульсаций.

Бахметьева Н.В., Беликович В.В., Григорьев Г.И., Толмачева А.В. «Влияние акустико-гравитационных волн на вариации параметров нижней ионосферы по наблюдениям с помощью искусственных периодических неоднородностей» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 45, № 3, с. 233-242 (2002)

Исследовано влияние акустико-гравитационных волн на вариации атмосферных параметров в нижней ионосфере. Наблюдения проводились методом рассеяния радиоволн на искусственных периодических неоднородностях ионосферной плазмы, создаваемых при нагреве ионосферы мощной радиоволной. Измерение высотной зависимости времени релаксации рассеянного сигнала позволило определить температуру и плотность атмосферы на высотах 95–120 км, а регистрация фазы сигнала – скорость вертикального движения плазмы. Совместный анализ вариаций скорости вертикального движения, температуры и плотности атмосферы показал, что в них одновременно присутствуют колебания с одними и теми же периодами – от 5–10 минут до нескольких часов. Амплитуда этих колебаний составила от 1 до 4 м/с для вертикальной компоненты скорости и 6–20% и 10–30% для температуры и плотности соответственно. В работе проведено моделирование характеристик акустико-гравитационных волн на основе линейной теории их свободного распространения в безграничной изотермической невозмущённой атмосфере. На основе поляризационных соотношений для низкочастотных волн по измеренным амплитудам вертикальной компоненты скорости рассчитаны относительные амплитуды вариаций температуры и плотности атмосферы для периодов в диапазоне от 15 минут до 4 часов. Сопоставление результатов расчётов с измеренными величинами даёт удовлетворительное соответствие для волн с периодами 15–30 минут.

Григорьев Г.И., Савина О.Н. «Акустико-гравитационные волны в атмосфере с кусочно-линейным температурным профилем» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 45, № 8, с. 664-670 (2002)

Рассмотрена задача о распространении акустико-гравитационных волн в атмосфере с постоянным градиентом температуры в приземной области. Представление температурной зависимости от высоты в виде линейной функции позволило свести волновое уравнение к гипергеометрическому, причём этот вывод справедлив как в случае сжимаемой среды, так и в приближении её несжимаемости. Решение уравнения представлено в виде вырожденных гипергеометрических функций. Для анализа полученных решений рассмотрена двухслойная модель полуограниченной атмосферы, в верхнем слое которой фоновая температура не меняется с высотой. Подробно рассмотрены результаты в приближении несжимаемой среды. Для указанной модели найдены аналитические выражения для полей возмущений, а также получено характеристическое уравнение, решение которого позволило определить дисперсионные характеристики волны при больших по сравнению с толщиной слоя горизонтальных масштабах волн на частоте, близкой к частоте Брента–Вяйсяля.

Афраймович Э.Л., Астафьева Э.И., Воейков С.В. «Генерация ионосферных неоднородностей при распространении уединённой внутренней гравитационной волны во время мощной магнитной бури 29–31 октября 2003 года» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 49, № 2, с. 89-104 (2006)

С использованием новой технологии глобального детектирования ионосферных возмущений на основе обработки данных глобальной сети приёмников GPS представлено экспериментальное доказательство существования уединённой волны (солитона) в атмосфере во время главной фазы мощной магнитной бури 30 октября 2003 года. Солитон, возникший в момент максимального изменения магнитного поля Земли, с характерной длительностью порядка 40 мин и относительной амплитудой до 40% перемещался без изменения формы на расстояние до 4500 км со скоростью 1400 м/с, в 1,5 раза превышающей скорость звука в атмосфере на высотах главного максимума электронной концентрации в ионосфере (около 300 км). По мере распространения солитона с северо-востока на юго-запад США в регионах с максимальной амплитудой крупномасштабного возмущения интенсивность вариаций полного электронного содержания в диапазоне периодов 1–10 мин возрастает на порядок. Это соответствует усилению ионосферных неоднородностей с масштабами от 10 до 100 км, а с учётом степенного характера спектра ионосферных неоднородностей – и в диапазоне мелкомасштабных ионосферных неоднородностей (ММН) с масштабами 100–1 000 м. Пространственно-временные характеристики распределения плотности сбоев фазовых измерений сигналов GPS близки к соответствующим характеристикам интенсивности ММН. Это согласуется с существующим представлением о том, что эти сбои вызваны рассеянием радиосигналов GPS на ММН. С затуханием амплитуды солитона уменьшается как амплитуда ММН, так и плотность фазовых сбоев.

Григорьев Г.И. «Акустико-гравитационные волны в атмосфере земли (обзор)» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 42, № 1, с. 3-24 (1999)

Изложена современная теория акустико-гравитационных волн (АГВ) малой амплитуды в атмосфере Земли. Основное внимание уделено распространению и излучению АГВ различными источниками, рассмотрены также вопросы их диссипации, устойчивости и взаимодействия с ионосферной плазмой. Кратко обсуждаются основные методы регистрации волновых процессов в верхней атмосфере в диапазоне частот АГВ. Дано сопоставление экспериментальных данных об атмосферных неоднородностях и выводов теории.

Карпов И.В., Кшевецкий С.П., Борчевкина О.П., Радиевский А.В., Карпов А.И. «Возмущения верхней атмосферы и ионосферы, инициированные источниками акустико-гравитационных волн в нижней атмосфере» Химическая физика, 35, № 1, с. 59-64 (2016)

Представлены результаты наблюдений акустико-гравитационных волн в тропосфере и ионосфере на средних широтах в периоды прохождения солнечного терминатора. Наблюдения в тропосфере выполнены методом лидарного зондирования. Частотные характеристики вариаций параметров тропосферы определялись по наблюдениям интенсивности рассеянного лидарного сигнала. Вариации полного содержания электронов в атмосфере (total electron content (ТЕС)) определялись по данным наблюдений сигналов навигационных спутников GPS. Анализ наблюдений показал, что в спектре вариаций атмосферных и ионосферных параметров присутствуют акустико-гравитационные волны (АГВ), приходящие из нижней атмосферы. Модельные исследования вертикального распространения АГВ от поверхности Земли показали, что такие волны быстро (в течение ∼15 мин) достигают высот верхней атмосферы (∼300 км). При этом рефракция и диссипация волн в верхней атмосфере приводят к формированию возмущений фонового состояния атмосферы и волноводному распространению инфразвуковых волновых составляющих. Наблюдаемые проявления возмущений ТЕС, инициированных АГВ, приходящими из нижней атмосферы, могут быть объяснены суточной вариацией высоты ионосферы и волноводным распространением инфразвуковых волн.

Кшевецкий С.П. «Квазиволноводные моды внутренних гравитационных волн в атмосфере» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 39, № 2, с. 244-253 (2003)

Рассматривается распространение внутренних гравитационных волн в атмосфере. Стратификация не предполагается непрерывной; предполагается, что масштаб стратификации достигает абсолютного максимума на бесконечности. Изучаются квазиволновые моды; они рассчитаны для стратификации CIRA-1961 и для двухслойной модели. Показано, что существует много квазиволноводных мод с большими временами жизни. Выписано "соотношение ортогональности" для квазиволноводных мод, обобщающее обычное соотношение ортогональности для волноводных мод.

Куличков С.Н., Авилов К.В., Буш Г.А., Попов О.Е., Распопов О.М., Барышников А.К., Ривелл Д.О., Уитекер Р.В. «Об аномально быстрых инфразвуковых приходах на больших расстояниях от наземных взрывов» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 40, № 1, с. 3-12 (2004)

Обсуждается механизм формирования аномально быстрых инфразвуковых приходов на больших расстояниях от наземных взрывов. Эти приходы имеют скорости распространения c (c=r/T, r – расстояние между источником и приемником, T – время распространения) большие 320 м/с и наблюдаются в отсутствие акустических волноводов в пограничном слое атмосферы (при наличии инверсий температуры и ветра) и в тропосфере (при наличии струйных течений). Предполагается, что такие сигналы соответствуют распространению инфразвука по слабонаклонной лучевой траектории, имеющей значительно протяженный горизонтальный участок на высоте максимума эффективной скорости звука в верхней стратосфере (высоты г около 50 км). В качестве теоретических моделей используются лучевая теория и метод псевдодифференциального параболического уравнения. Полученные решения сопоставляются с экспериментальными данными при регистрации инфразвуковых сигналов на расстоянии 635 км от наземных взрывов с тротиловым эквивалентом около 500 т тнт, произведенных с интервалом 2 года. Отмечается удовлетворительное согласие результатов теории и данных эксперимента.

Григорьев Г.И., Савина О.Н. «Внутренние гравитационные волны в изотермической атмосфере с переменным во времени ветром» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 40, № 1, с. 41-46 (2004)

Анализируется распространение внутренних гравитационных волн в условиях изотермической атмосферы при наличии однородного нестационарного ветра. Приведены поляризационные соотношения и оценены характерные времена развития параметрической неустойчивости.

Куличков С.Н., Авилов К.В., Попов О.Е., Отрезов А.И., Буш Г.А., Барышников А.К. «О некоторых результатах моделирования дальнего распространения инфразвука в атмосфере» Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 40, № 2, с. 232-246 (2004)

Представлены результаты моделирования дальнего распространения инфразвука в атмосфере методами нормальных волн и параболического уравнения. Исследовалось влияние тонкой структуры атмосферы на амплитудные и фазовые характеристики инфразвуковых сигналов от наземных взрывов. Метод нормальных волн использовался для модели среды в виде кусочно-линейного профиля квадрата акустического показателя преломления, полученного из данных регулярного ракетного зондирования атмосферы до высот около 80 км. Рассмотрено высокочастотное приближение метода нормальных волн. Получено выражение для фазы коэффициента отражения звука от полупространства с кусочно-линейным профилем квадрата акустического показателя преломления с произвольным числом слоев. Показано, что при наличии тонкой структуры слоев атмосферы фаза коэффициента отражения отличается от фазы монохроматической волны, рассчитанной для слоистой среды в приближении геометрической акустики, появлением дополнительного слагаемого, зависящего от параметров тонкой структуры атмосферы на трассе распространения звука. Показано, что основным результатом действия тонкой слоистой структуры атмосферы на акустические сигналы, регистрируемые в области рефракционной слышимости, является появление в форме этих сигналов дополнительных экстремумов. Для рассматриваемого в настоящей работе случая высокочастотного приближения метода нормальных волн это действие эквивалентно нарушению условия конструктивной интерференции нормальных волн. Методом нормальных волн и псевдодифференциального параболического уравнения получены профили акустических сигналов, регистрируемых в областях слышимости и геометрической тени на больших расстояниях от взрывов. Получено удовлетворительное согласие между результатами расчетов и экспериментальными данными по регистрации инфразвука в областях слышимости и тени на расстоянии около 300 км от наземных взрывов с тротиловым эквивалентом 20–70 т.