Антохина О.Ю., Гочаков А.В., Зоркальцева О.С., Антохин П.Н., Крупчатников В.Н. «Опрокидывание волн Россби в стратосфере. Часть I. Климатология и долговременная изменчивость» Оптика атмосферы и океана, 37, № 5, с. 415-422 (2024)

Процессы разрушения (опрокидывания) планетарных волн Россби (ОВР) вносят значительную изменчивость в стратосферную циркуляцию. Используя метод идентификации ОВР, адаптированный к условиям циркуляции в стратосфере, анализируются климатология и долговременная изменчивость ОВР в средней стратосфере. В основе метода лежит анализ геометрии контуров потенциальной завихренности (PV – potential vorticity) на уровне 850 К по данным ERA5 для диапазона завихренности 0–400 PVU (единицы PV), выделенного на основании климатологии поля PV. Показано, что ОВР имеет внутрисезонные особенности. Наиболее часто волны разрушаются в северных частях Восточной Азии и Тихого океана с октября по декабрь, а также в апреле и марте; в январе и феврале не выявлено областей с преобладанием процессов ОВР. Мы получили статистически значимое увеличение количества ОВР в начале зимы (октябрь–декабрь) и в конце (март–апрель). Для середины зимы (январь–февраль) были получены незначимые отрицательные тренды. Результаты настоящей работы могут быть использованы при анализе долговременной изменчивости стратосферной циркуляции, в том числе возникновения стратосферных аномалий, предшествующих внезапным стратосферным потеплениям.

Шатина А.В., Борец А.С. «Математическая модель гравитационного потенциала планеты с учетом приливных деформаций» RUSSIAN TECHNOLOGICAL JOURNAL (Предыдущее название: Российский технологический журнал (с 2016 по 2021 гг.), Вестник МГТУ МИРЭА (с 2013 по 2015 гг.), 12, № 2, с. 77-89 (2024)

Цели. В работе исследуется гравитационный потенциал вязкоупругой планеты, совершающей движение в гравитационном поле массивного притягивающего центра (звезды), спутника и еще одной или нескольких планет, движущихся по кеплеровским эллиптическим орбитам относительно притягивающего центра. Отличные от вязкоупругой планеты небесные тела моделируются материальными точками. В рамках линейной модели теории вязкоупругости решается задача нахождения вектора упругого смещения. Традиционно для определения гравитационного поля Земли используется модель твердого тела, а учет приливных деформаций отражается в виде малых поправок к коэффициентам модели геопотенциала. В данной работе для учета приливных эффектов используется модель вязкоупругого шара. Актуальность темы исследования связана с высокоточным прогнозированием движения искусственных спутников Земли, высокоточным измерением гравитационного поля Земли. Методы. Используются асимптотические и аналитические методы, разработанные В.Г. Вильке для механических систем, содержащих вязкоупругие элементы большой жесткости, методы классической механики, математического анализа. Построение графиков выполнено с помощью математического пакета Octave. Результаты. На основе решения квазистатической задачи теории упругости путем вычисления тройных интегралов по шаровой области получена формула для гравитационного потенциала деформируемой планеты, а также вычислен гравитационный потенциал Земли с учетом твердотельных приливных эффектов от Луны, Солнца и Венеры во внешней точке. Построены графики, показывающие зависимость гравитационного потенциала Земли от времени. Выводы. Из полученных теоретических и численных результатов следует, что основной вклад в гравитационный потенциал Земли вносят Луна и Солнце. Влияние других планет Солнечной системы мало. Значение гравитационного потенциала во внешней точке Земли с учетом приливных эффектов зависит как от положения точки в подвижной системе координат, так и от взаимного расположения небесных тел.

Кузнецов А.А., Фукин И.И., Вафин К.М., Завьялова Н.А., Негодяев С.С. «Об интерполяции гравитационного поля Земли» Труды Московского физико-технического института (государственного университета) (МФТИ), 15, № 4(60), с. 121-131 (2023)

Для прецизионного прогнозирования орбит в околоземном пространстве необходимо вычисление тяготения Земли с высокой точностью. Расчет гравитационного потенциала и его градиента может быть наиболее затратной стадией интегрирования уравнений движения. В работе исследована возможность интерполяции гравитационного потенциала с целью ускорения построения траекторий. В качестве интерполянтов рассматривались трикубический сплайн и интерполянт на узлах Чебышева–Лиссажу. Авторы оценили ошибки интерполяции и необходимый объем информации для хранения интерполянтов.

Галюк Ю.П., Николаенко А.П., Хайакава М. «Сверхнизкочастотные всплески в резонаторе Земля-ионосфера с неоднородностью день-ночь» Известия высших учебных заведений. Радиофизика, 67, № 4, с. 339-362 (2024)

Впервые численно моделируется распространение всплесков сверхнизкочастоных (СНЧ) излучений в полости Земля-ионосфера с неоднородностью день-ночь. Дневное и ночное полушария отличаются вертикальным профилем проводимости средней атмосферы. Используется модель плавного ионосферного перехода день-ночь. Параметры волновода в дневных и ночных условиях вычисляются методом полного поля в форме дифференциального уравнения Риккати и затем используются в двумерном телеграфном уравнении, которое решается численно, что позволяет получить комплексные спектры вертикальной электрической компоненты поля. Найденное решение проверяется сопоставлением с опубликованными данными. Искомые волновые формы СНЧ всплесков вычисляются с помощью обратного преобразования Фурье от комплексных спектров, рассчитанных в полосе частот от 1 до 1 000 Гц с шагом 1 Гц. Влияние неоднородности день-ночь оценивается сравнением волновых форм импульсов на различных трассах распространения и сопоставлением двумерных распределений поля в полости Земля-ионосфера для фиксированных моментов времени. Модельные волновые формы СНЧ всплесков в неоднородной полости Земля-ионосфера получены впервые. Показано, что неоднородность день-ночь приводит к зависящим от времени смещениям антиподного всплеска импульсного поля относительно геометрического антипода источника. В отрицательной и положительной полуволне СНЧ всплеска наблюдается модуляция амплитуды, приуроченная к окрестности ионосферной неоднородности. Форма импульсов зависит от направления прихода к наблюдателю относительно линии терминатора. Характер изменений волновых форм СНЧ всплесков указывает на возможность использования решений для однородного резонатора для определения расстояния источник-приёмник в реальном резонаторе. В работе обсуждаются перспективы экспериментального обнаружения влияния неоднородности день-ночь на форму СНЧ всплесков.