Відтворення спектральних властивостей акустико-гравітаційних хвиль в супутникових вимірах

• Опубліковано в: : Проблемы управления и информатики
• Дата: 2022
• Автори: Клименко, Ю.О., Черемних, О.К., Федоренко, А.К., Войцеховська, А.Д.
• Формат: Стаття
• Мова: Українська
• Опубліковано: Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України 2022
• Теми: Космічні інформаційні технології та системи
• Онлайн доступ: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/210893
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Відтворення спектральних властивостей акустико-гравітаційних хвиль в супутникових вимірах / Ю.О. Клименко, О.К. Черемних, А.К. Федоренко, А.Д. Войцеховська // Проблеми керування та інформатики. — 2022. — № 3. — С. 124-134. — Бібліогр.: 19 назв. — укр.

Акустико-гравітаційні хвилі (АГХ) є важливим механізмом перенесення енергії в атмосфері від джерел збурень приземного та космічного походження. Наслідком поширення АГХ є флуктуації атмосферних параметрів, які можуть реєструватися наземними та супутниковими методами вимірювань. Проте кожен з цих методів має певні обмеження щодо отримання інформації про властивості хвиль. В зв’язку з цим важливе значення має розробка методик, які дозволяють відтворювати спектральні характеристики АГХ на онові обмежених експериментальних даних. Запропоновано аналітичний спосіб визначення спектральних характеристик акустико-гравітаційних хвиль за даними прямих супутникових вимірювань. Спосіб базується на використанні поляризаційних співвідношень, які пов’язують між собою хвильові флуктуаціїрізних параметрів атмосфери (температури, густини та швидкості частинок). В основу покладено визначення зсувів фаз між коливаннями різних фізичних параметрів атмосфери, які доступні в супутникових вимірах. Отримано прості аналітичні співвідношення, що дозволяють визначити спектральні характеристики АГХ, характер поширення хвиль(горизонтальна або вільно поширювана під кутом до горизонтальної площини), а також їх напрямок відносно супутника. Показано, що ознакою еванесцентних хвиль є синфазність або протифазність коливань густини і температури. У вільно поширюваних АГХ ці коливання мають певний зсув фаз, величина якого залежить від спектральних властивостей. Отримані результати дозволяють за експериментальними вимірами одразу визначити, до якого типу хвиль відноситься спостережуване атмосферне збурення. За експериментальними даними здійснено перевірку запропонованого способу визначення спектральних характеристик АГХ. Використано вимірювання параметрів атмосферних АГХ в полярних областях на супутнику Dynamics Explorer 2. Acoustic-gravity waves (AGWs) are an important mechanism for energy transfer in the atmosphere from disturbance sources of both terrestrial and cosmic origin. The propagation of AGWs results in fluctuations of atmospheric parameters, which can be registered by ground-based and satellite measurement methods. However, each of these methods has certain limitations in obtaining information about the properties of the waves. Therefore, the development of techniques that allow for the reproduction of spectral characteristics of AGWs based on limited experimental data is of significant importance. An analytical method for determining the spectral characteristics of acoustic-gravity waves using direct satellite measurement data is proposed. The method is based on the use of polarization relations that link wave fluctuations of different atmospheric parameters (temperature, density, and particle velocity). The foundation of the approach is the determination of phase shifts between the oscillations of different physical parameters of the atmosphere, which are available in satellite measurements.