Observation and simulation of AGW i

Observation and simulation of AGW in Space
Наблюдение и моделирование АГВ в пространстве
V. Kunitsyn1, A. Kholodov2, E. Andreeva1, I. Nesterov1, A. Padokhin1, A. Vorontsov1
1Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia ([e-mail])
2Moscow Institute of Physics and Technology, Moscow, Russia

Variation of total electron content (TEC) observed by GPS receiver located at Havaii island vs time. The part of the signal marked by a circle indicates presence of AGWs

Example of 630.0‐nm images processed using length‐8 FIR filters with passbands of (left) 0.3–1.7 mHz, (middle) 0.3–1.0 mHz to highlight the 26.2‐min period waves, and (right) 1.0–1.7 mHz to highlight the 14.2‐min period waves. The red line in each image indicates the tsunami location at the time of the image (Makela et al.: Ionospheric airglow tsunami signature, 2011)

Simulation of AGW generation by Tohoku tsunami wave front propagation at the Pacific ocean based on numerical modeling of geophysical hydrodynamic equations in 2D geometry
Variations of relative density (at the top image) and vertical velocity of atmospheric particles (at the bottom image) after 7 hours (12-45 UT) since the beginning of the tsunami wave propagation are represented. The tsunami dislocation is marked by solid vertical line. Simulation results confirm that the sea‐level disturbances of the tsunami wave front can generate a plasma diffusion oscillation. The major part of these oscillation is formed by internal gravity waves propagating before the tsunami.

Generation of AGW by Tohoku tsunami of 2011

Numerous studies of the influence of powerful high-frequency (HF) radio waves on the ionospheric plasma showed the development various types of instabilities near the reflection height of the powerful radio wave, which leads, in particular, to the strong electron heating of ionospheric plasma and to the generation of artificial irregularities of different scales in the ionospheric electron density. These irregularities have a considerable effect on the VHF/UHF/L-band radio waves propagating through the heated area. Heating experiments were carried out at the Sura facility (56.15N, 46.1E) in daytime and nighttime ionospheric conditions.

Simulation of heating induced AGW
One of the field heating experiment at the Sura facility consisted of three series by 5 min of turning on and off for the transmitters. The images at the top represent TEC variations vs latitude obtained by LO RT. The image at the left represents numerical modeling of horizontal velocity variations after 40 min from the beginning of the impulse heating process described above. Simulation illustrates the initial stage of AGW generation process that precede of internal gravity wave propagation stage in horizontal direction.

Heating of the ionosphere by high-power radio waves

Abstract: Examples are presented of satellite observations and imaging of acoustic gravity waves (AGW) and related phenomena in space travelling ionospheric disturbances (TID). The structure of AGW perturbations was reconstructed by satellite radio tomography (RT) based on the signals of Global Navigation Satellite Systems (GNSS). The experiments use different GNSS, both low-orbiting (Russian Tsikada and American Transit) and high-orbiting (GPS, GLONASS, Galileo, Beidou). The examples of RT imaging of TIDs and AGWs from anthropogenic sources such as ground explosions, rocket launching, heating the ionosphere by high-power radio waves are presented. In the latter case, the corresponding AGWs and TIDs were generated in response to the modulation in the power of the heating wave.

The natural AGW-like wave disturbances are frequently observed in the atmosphere and ionosphere in the form of variations in density and electron concentration. These phenomena are caused by the influence of the near-space environment, atmosphere, and surface phenomena including long-period vibrations of the Earth’s surface, earthquakes, explosions, temperature heating, seisches, tsunami waves, etc. Examples of experimental RT reconstructions of wave disturbances associated with the earthquakes and tsunami waves are presented, and RT images of TIDs caused by the variations in the corpuscular ionization are demonstrated.

The results of numerical modeling of AGW generation by some surface and volume sources are discussed. The milli-Hertz AGWs generated by these sources induce perturbations with a typical scale of a few hundred of kilometers at the heights of the middle atmosphere and ionosphere. The numerical modeling is based on the solution of equations of geophysical hydrodynamics. The results of the numerical simulations agree with the observations.

Результаты (русский) 1:

Наблюдение и моделирование АГВ в пространствеНАБЛЮДЕНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ АГВ В ПРОСТРАНСТВЕV. Kunitsyn1, A. Kholodov2, э. Andreeva1, I. Nesterov1, A. Padokhin1, A. Vorontsov11Lomonosov Московский государственный университет, Москва, Россия ([e-mail])2Moscow Институт физики и технологии, Москва, Россия Изменения содержания общего электронов (TEC) под наблюдением GPS приемник, расположенный в полинезийки остров vs время. Часть сигнала, отмеченный круг указывает на наличие AGWsПример 630.0‐nm изображения обработаны с помощью length‐8 FIR фильтры с понимают (слева) 0,3-1,7 МГц, (средний) 0,3 – 1,0 МГц выделить период волны 26.2‐min и 1.0-1.7 МГц для выделения периода волны 14.2‐min (справа). Красная линия в каждом изображении указывает расположение цунами во время изображения (Макела et al.: ионосферных оборудование цунами подпись, 2011)Моделирование АГП поколения путем распространения фронта волны цунами Тохоку на Тихого океана на основе численного моделирования геофизических гидродинамических уравнений в 2D геометрииПредставлены варианты относительной плотности (в верхнее изображение) и вертикальная скорость атмосферных частиц после 7 часов (12-45 UT) с момента начала распространения волн цунами (на нижнее изображение). Цунами вывих характеризуется сплошной вертикальной линией. Результаты моделирования подтверждают, что нарушения sea‐level фронта волны цунами может генерировать колебания диффузии плазмы. Большая часть этих колебаний формируется внутренних гравитационных волн, распространяющихся до цунами.Поколение АГП Тохоку цунами 2011 Многочисленные исследования влияния мощных высокочастотных (ВЧ) радио волн на ионосферной плазмы, показали развитие различные типы неустойчивостей вблизи высоты отражение мощных радиоволн, что приводит, в частности, сильный нагрев ионосферной плазмы электрона и генерации искусственных неровностей различных масштабах в ионосфере электронной плотности. Эти нарушения имеют значительное влияние на VHF/UHF/L-диапазона радиоволн, распространяющихся через зону нагрева. Отопление эксперименты были проведены на объекте Сура (56.15N, 46.1E) в дневных и ночных условиях ионосферы. Моделирование нагрева индуцированной АГП Один из полевого эксперимента Отопление на объекте Сура состояла из трех серий 5 мин включение и выключение для передатчиков. Изображения в верхней части представляют собой вариации TEC vs Широта полученные Ло рт. Изображение слева представляет численное моделирование вариации горизонтальной скорости после 40 мин от начала импульса, Отопление описанного выше процесса. Моделирование показывает на начальном этапе процесса генерации АГВ, которые предшествуют стадии распространения внутренних волн гравитации в горизонтальном направлении.Отопление ионосферы мощных радиоволн Аннотация: Представлены примеры спутниковых наблюдений и визуализации акустических тяжести волны (АГП) и связанные с ней явления в пространстве путешествия ионосферных возмущений (TID). Структура АГП возмущения был реконструирован, Спутниковое радио томография (RT) на основе сигналов глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС). Эксперименты использовать различные ГНСС, как низкой орбите (Цикада российский и американский транзит) и высокой орбите (GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou). Представлены примеры визуализации RT TID и AGWs от антропогенных источников, таких как наземных взрывов, запуск ракеты, Отопление ионосферы мощных радиоволн. В последнем случае соответствующие AGWs и TID были получены в ответ на модуляции в силу волны Отопление. Естественная АГП как волна беспорядков часто наблюдаются в атмосфере и ионосфере в форме вариаций в плотности и концентрации электронов. Эти явления вызваны влиянием возле космической среды, атмосферы и поверхностных явлений, включая Лонг период колебаний земной поверхности, землетрясений, взрывов, температурой нагрева, seisches, волны цунами, и т.д. Представлены примеры экспериментальной RT реконструкций волна беспорядков, связанных с землетрясениями и цунами, волны, и демонстрируются изображения RT TID, вызванной отклонением в корпускулярная ионизации.Обсуждаются результаты численного моделирования АГП поколения некоторых источников, поверхности и объема. AGWs Милли Герц, генерируемые этими источниками вызывают возмущения с типичной масштаба в нескольких сотнях километров на высоте средней атмосферы и ионосферы. Численное моделирование на основе решения уравнений геофизической гидродинамики. Результаты численного моделирования согласны с замечаниями.

Результаты (русский) 2:

Наблюдение и моделирование АГВ в космосе
Наблюдение и моделирование АГВ в пространстве
V. Kunitsyn1, А. Kholodov2, Е. Andreeva1, И. Nesterov1, А. Padokhin1, А. Vorontsov1
1Lomonosov Московский государственный университет, Москва, Россия ([e-mail])
2Московская Институт физики и технологии, Москва, Россия вариация суммарной электрона Содержание (TEC) наблюдали GPS приемник, расположенный на Havaii острова против времени. Часть сигнала, отмеченного круга указывает на наличие AGWS примере 630,0 нм изображений, обработанных с помощью длины 8 FIR фильтры полос пропускания (слева) 0.3-1.7 МГц, (в центре) 0,3-1,0 мГц, чтобы выделить 26,2 мин Период волны, и (справа) 1,0-1,7 МГц выделить 14,2-минутного периода волны. Красная линия в каждом изображении указывает местоположение цунами во время изображения (Makela и др .: ионосферы свечению цунами подпись, 2011) Моделирование АГВ поколение Тохоку цунами волнового фронта распространения в Тихом океане на основе численного моделирования геофизических гидродинамических уравнения в 2D геометрии представлены Вариации относительной плотности (на верхнем рисунке) и вертикальной скорости атмосферных частиц (в нижней части изображения) после 7 часов (12-45 UT) с момента начала распространения волны цунами. Цунами дислокации отмечены сплошной вертикальной линией. Результаты моделирования подтверждают, что нарушения уровня моря, вызванного цунами волнового фронта может генерировать диффузии плазмы колебания. Большая часть этих колебаний формируется внутренних гравитационных волн, распространяющихся до цунами. Генерация АГВ на Тохоку цунами 2011 Многочисленные исследования влияния мощных высокой частоты (ВЧ) радиоволн на ионосферной плазмы показал, что развитие различных видов неустойчивости вблизи высоты отражения мощной радиоволны, что приводит, в частности, к сильному нагреву электронов ионосферной плазмы и генерации искусственных неровностей различных масштабах в ионосферной электронной плотности. Эти нарушения имеют значительное влияние на радиоволны УКВ / УВЧ / L-диапазона, распространяющихся через отапливаемой площади. Отопление Эксперименты проводились на Суре объекта (56.15N, 46.1E) в дневное и ночное время ионосферных условиях. Моделирование нагрева индуцированной АГВ Один из поля эксперименте по нагреву на объекте Сура состояла из трех серий по 5 мин включения и выключения для передатчиков. Изображения в верхней представляют TEC изменения Vs широты, полученной LO РТ. Изображение слева представляет численное моделирование горизонтальных вариаций скорости после 40 минут от начала импульса процессе нагрева, описанной выше. Моделирование показывает начальную стадию процесса АГВ поколения, которые предшествуют внутреннего стадии роста гравитационных волн в горизонтальном направлении. Нагрев ионосферы мощными радиоволнами Аннотация: Приводятся примеры спутниковых наблюдений и визуализации акустических гравитационных волн (АГВ) и связанных с ними явления в космических путешествий ионосферных возмущений (ПИВ). Структура АГВ возмущений был реконструирован спутникового радио томографии (RT) на основании сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Эксперименты использовать различные GNSS, как низкоорбитальных (Российская Цикада и американской транзит) и высокой орбите (GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou). Примеры РТ визуализации ПИВ и AGWS из антропогенных источников, таких как наземных взрывов, ракетные запуска, Отопление ионосферы мощными радиоволнами представлены. В последнем случае, соответствующие AGWS и ПИВ были получены в ответ на модуляции в мощности нагрева волны. Естественные AGW-волновых возмущений, как часто наблюдается в атмосфере и ионосфере в форме вариаций плотности и концентрации электронов , Эти явления обусловлены влиянием почти космической среды, атмосферы, и поверхностных явлений, включая длиннопериодными колебаний земной поверхности, землетрясения, взрывы, температуры нагрева, seisches, цунами и т.д. Примеры экспериментальных РТ реконструкции волны нарушения, связанные с землетрясениями и цунами представлены и RT изображения ПИВ вызвано изменениями в корпускулярной ионизации продемонстрировали. Обсуждаются результаты численного моделирования АГВ поколения по некоторым поверхностных и объемных источников. Милли-Hertz AGWS порожденная этими источниками вызвать возмущения с характерным временем в несколько сотен километров на высотах средней атмосферы и ионосферы. Численное моделирование основано на решении уравнений геофизической гидродинамики. Результаты численного моделирования согласуются с наблюдениями.

Результаты (русский) 3:

наблюдение и agw в пространство б л
Н а ю д е м е н и е л. д. н. е р о в А п р о в а гамма вместе с т р А н с т в е
против kunitsyn1, A. kholodov2, Escherichia andreeva1, я nesterov1, A. padokhin1 моделирования, A. vorontsov1
1lomonosov московский университет, москва, россия (kunitsyn77 @ mail. Ru), Московский физико - технический институт,


2moscow, россияобщего содержания электронов (ТЭК) через изменения, GPS - приемник, расположенный на Гавайях и время наблюдения.В этой части сигнал, это круг, говорит, что существует звук тяжелым волны 630 - нм

случаев использования длина обработки изображений - 8 РПИ фильтр полосовой (слева) 0,3 – 1,7 МГц, 1 МГц (в) 0,3 – выдающийся 26,2 - минимальный период волны, и (справа) 1 – 1,7 МГц светлое пятно 14.2 - минимальный период волна.каждое изображение в красной линии в изображения, что один раз цунами позиции (тренер et al.: цунами подписи свечения ионосферы, 2011)

моделирование agw поколения распространения волн цунами в северо - восточной части Тихого океана на основе численное моделирование, геофизическая гидродинамика уравнение в плоскую геометрию
изменения в относительной плотности (на фото выше) и атмосферных частиц вертикальной скорости (в нижней части изображения) после 7 часов (12-45 ут) говорит, что с начала распространения волн цунами.цунами из твердых вертикальной линии, очевидно, перевесили.Результаты моделирования показывают, что уровень моря - цунами, волны возмущений может производить распространения колебание плазмы.Эти колебания гравитационного 内波 основная часть состоит из распространения до цунами.

поколения в северо - восточной части agw цунами 2011

мощный вч) влияние многие исследования в ионосфере радиоволн плазменные вблизи мощный радиоволны, чтобы высота отражения не стабильности развития различных типов, в частности,на отопление и сильных электронных ионосферной плазмы на искусственный нарушений в различных масштабах поколения плотность электронов в ионосфере.Эти нарушения в ОВЧ / УВЧ / L - распространение радиоволн через площадь нагрева значительное влияние.отопление эксперимент в Сура объектов (56.15n, 46.1e) в дневное и ночное время ионосферные условия.


отопление в результате моделирования agw один эксперимент в области отопления объектов включает три серии Сура 5 минут открытия и закрытия передатчик.Представители ТЭК в выше изображения изменения и широты Ло, получитьизображение слева от описанных выше 40 минут после начала пульс процесс нагрева скорость изменения уровня численное моделирование.моделирование показывает, что процесс генерации до agw внутренние гравитационные волны распространения этап первоначального этапа в горизонтальном направлении.

отопление в ионосфере радиоволн высокой мощности

резюме:Примеры спутниковых наблюдений и акустической гравитационные волны изображений (agw) и космических путешествий ионосферных возмущений явления (tid).волна возмущений структура состоит из спутникового радио томография реконструкции (RT) сигнал на основе глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).Этот эксперимент с использованием различных глобальных навигационных спутниковых систем,низкой орбиты (россия и США tsikada транспорта) и высокой орбите (GPS, ГЛОНАСС и Galileo, Beidou).как наземный взрыв, запуск ракеты антропогенных источников тяжелых приливов и акустические волны RT изображений, например, из большой мощности нагрева ионосфере радиоволн.В последнем случае,Соответствующие акустический гравитационные волны и тенденции в ответ на отопление модуляция мощности в результате волны.

природных agw как волна беспорядков обычно в форме наблюдения атмосферы и ионосферы изменения плотности и концентрации электронов.Эти явления состоит из околоземного пространства в результате воздействия окружающей среды, атмосферы,и поверхностных явлений, включая секретаря периодические колебания земной поверхности, землетрясения, взрыв, температура нагрева, seisches, дает волны цунами, землетрясения и цунами волна беспорядков и т.д. примеры соответствующих экспериментов RT реконструкции, и в результате изменения в частиц ионизации tid RT изображения отображается.

Некоторые поверхности и объем источник agw поколения численное моделирование результаты обсуждаются.герц, звук без тяжелых волна беспорядков в результате искусственных источников в средних слоях атмосферы и ионосферы на высоте в несколько сотен километров типичный масштаба.численное моделирование на основе геофизическая гидродинамика уравнений.численное моделирование результаты и данные измерений.