Пространственно-временные закономерности волновых процессов в спорадическом слое Е тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.29, кандидат физико-математических наук Рябченко, Евгений Юрьевич

• Рябченко, Евгений Юрьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Рябченко, Евгений Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

В СПОРАДИЧЕСКОМ СЛОЕ Е.

1.1 Спорадический слой Е и условия его образования.

1.1.1 Физические параметры и характеристики Es-слоя

1.1.2 Причины образования и пространственно-временные вариации параметров Es-слоя.

1.2 Эффекты планетарных волн на высотах Es-слоя.

1.2.1 Планетарные волны в средней атмосфере.

1.2.2 Влияние планетарных и внутренних гравитационных волн на вариации параметров Es-слоя.

1.3 Влияние метеорологических процессов на параметры Es-слоя . 37 1.3.1 Квазидвухлетняя цикличность в атмосферной циркуляции и ее влияние на динамику мезосферы нижней термосферы.

1.3.2 Воздействие стратосферных процессов на динамику

Es-слоя

1.4 Выводы.

ГЛАВА 2 . МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.

2.1 Вейвлет-анализ временных рядов.

2.1.1 Ограниченность Фурье-преобразования.

2.1.2 Вейвлет-анализ.

2.1.3 Выбор базисных функций.

2.1.4 Анализ на основе вейвлета Морле.

2.2 Интерполяционная модель пространственно-временных колебаний геофизических параметров.

2.2.1 Интерполяция функции, заданной в сферической системе координат.

2.2.2 Построение цифрового полосового фильтра.

2.2.3 Определение направления перемещения скалярного поля методом распознавания образов

2.3 Выводы.

ГЛАВА 3 . МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВРЕМЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ В ПАРАМЕТРАХ Es-СЛОЯ.

3.1 Экспериментальные данные и методы предварительной обработки

3.2 Вейвлет-анализ колебаний параметров .Е^-слоя с периодами планетарных волн (2-32 суток).

3.3 Среднесезонные спектры параметров .Е^-слоя.

3.4 Межгодовые вариации амплитуд квази 16-суточного колебания предельной частоты Es-слоя

3.5 Колебания предельной частоты .Es-слоя с масштабами более одного месяца.

З.б Выводы.

ГЛАВА 4. ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В ^s-СЛОЕ И ИХ СВЯЗЬ С КВАЗИДВУХЛЕТНЕЙ ЦИКЛИЧНОСТЬЮ АТМОСФЕРНОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ.

4.1 Исследование волновых возмущений в Es-слое северного полушария

4.1.1 Долготное распределение амплитуды квази 16суточного колебания предельной частоты .Es-слоя . 110 • 4.1.2 Метод анализа пространственно-временных закономерностей волновых возмущений.

4.1.3 Характерные направления движения квази 16-суточных волновых возмущений в Es-слое.

4.2 Влияние квазидвухлетней цикличности атмосферной циркуляции на волновые процессы в .Es-слое.

4.2.1 Индексы квазидвухлетней цикличности атмосферной циркуляции.

4.2.2 Квазидвухлетняя цикличность в интенсивности и колебаниях предельной частоты Es-слоя.

4.2.3 Влияние квазидвухлетнего цикла атмосферной циркуляции на движение волновых возмущений в Ks-слое

4.3 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Пространственно-временные закономерности волновых процессов в спорадическом слое Е»

Актуальность темы. Ионосфера является частью земной атмосферы и ее целостное изучение невозможно без рассмотрения метеорологических процессов, происходящих на высотах тропо-, страто-, мезо- и термосферы. До середины XX века ионосфера изучалась как магнитоактивная плазма, как среда для распространения радиоволн, подверженная влиянию, главным образом, солнечной активности и геомагнитного поля. Между тем, еще в 30-е годы прошлого столетия было обнаружено, что на ионосферу могут значительно влиять и метеорологические процессы в нижележащей атмосфере. Сильное влияние со стороны атмосферной динамики испытывает ионосферный спорадический слой Е. Образование этого тонкого плазменного слоя с повышенной относительно регулярного слоя Е электронной концентрацией не относится к постоянным и предсказуемым событиям. Вероятность его появления зависит от многих факторов, в частности, от времени суток, сезона, места наблюдения, солнечной и геомагнитной активности. В то время как образование регулярных ионосферных слоев, главным образом, обусловлено высотными распределениями плотности атмосферы и коэффициента поглощения ионизирующего излучения Солнца, появление Es-слоя нельзя объяснить вариациями только гео- и гелиопараметров, таких как температура, плотность, геомагнитная и солнечная активность.

В 1960-х гг. была предложена метеорологическая концепция образования Es-слоя — теория ветрового сдвига, которая до сих пор остается доминирующей для средних широт. В свою очередь, на возникновение ветрового сдвига значительное влияние оказывают метеорологические процессы в нижележащей атмосфере, вызывая суточные, сезонные и межгодовые вариации параметров .Ё^-слоя. Однако, до сих пор не построена физическая модель, адекватно описывающая пространственно-временную структуру Es-слоя с учетом глобального метеорологического влияния, обусловленного, в частности, планетарными волнами и атмосферной циркуляцией. Поэтому важным представляется изучение метеорологического влияния на образование Es-сяоя в планетарном масштабе, которое поможет выявить и объяснить закономерности в долгопериодных вариациях и колебаниях с масштабами планетарных волн (2-30 суток) в параметрах Es-слоя.

Изучение динамики Es-слоя имеет важное значение для физики верхней атмосферы, а также представляет собой интерес для практической KB и УКВ радиосвязи. Это, в первую очередь, связано со значительными повышениями электронной концентрации Es-сяоев летом. При этом горизонтальные размеры i^s-слоев могут достигать тысячи километров, что может приводить к значительному усилению амплитуды радиосигнала в точке приема из-за увеличения коэффициента отражения, обеспечивая радиосвязь в УКВ диапазоне на расстояниях до 2200 км, или к полному исчезновению сигнала на связной трассе из-за экранирования F-области нижележащим слоем Es.

Для изучения глобальных метеорологических эффектов в Es-слое требуется целостный анализ больших массивов данных, содержащих информацию по измерениям параметров Es-слоя, охватывающим максимально возможные временные интервалы и пространственные масштабы. Накопленная информация по ионосферным измерениям на планете за вторую половину прошедшего столетия позволяет провести такой анализ. Но в существующих на сегодня работах по исследованию i^s-слоя рассматриваются, как правило, короткие интервалы времени и применяются статистические и спектральные методы, подходящие для небольших стационарных временных рядов и непозволяющие дать полную картину изменения спектрального состава колебаний во времени. Таким образом, остается актуальной задача глобального частотно-временного исследования параметров Es-слоя на максимально больших пространственно-временных масштабах.

Целью работы является установление пространственно-временных закономерностей волновых процессов с периодами 2-32 суток в частотных параметрах Es-сяоя северного полушария и их связи с квазидвухлетней цикличностью экваториальной атмосферной циркуляции.

Поставленная цель потребовала решения следующих задач: разработать метод частотно-временного анализа и определения волновых свойств динамических процессов в Es-слое; создать интерполяционную модель пространственно-временных колебаний геофизических параметров; исследовать морфологические закономерности в 2-32-суточных колебаниях частотных параметров Es-споя и построить среднесезонные спектры колебаний; определить характерные направления движения волновых возмущений в Es-слое в северном полушарии на основе пространственно-временной интерполяции амплитуд 2-32-суточных колебаний предельной частоты Es-слоя; исследовать связь вариаций амплитуд 2-32-суточных колебаний частотных параметров Es-слоя, а также зональной и меридиональной составляющих направления движения волновых возмущений Es-слоя с квазидвухлетним циклом атмосферной циркуляции.

Научная новизна заключается в следующем: разработан метод исследования пространственно-временных колебаний геофизических параметров с возможностью определения направлений движения волновых возмущений заданного временного периода; установлен характер распределений интенсивностей 2-32-суточных колебаний частотных параметров Es-cnon в зависимости от сезона и выделены периоды доминирующих колебаний на основе вейвлет-анализа 20-50-летних экспериментальных данных по измерениям Es-слоя в северном полушарии; найдено глобальное пространственно-временное распределение амплитуды квази 16-суточного колебания предельной частоты Es-слоя в северном полушарии за 20-50-летний период и выделены характерные направления движения квази 16-суточных волновых возмущений i^s-слоя по сезонам; найдена связь вариаций среднегодовых амплитуд 4-24-суточных колебаний предельной частоты jEs-слоя, а также зональной и меридиональной составляющих направления движения 16-суточной волны в поле колебаний f0Es с квазидвухлетней цикличностью атмосферной циркуляции.

Практическая ценность работы. Разработана модель пространственно-временных колебаний, дающая универсальный подход к изучению различных геофизических волновых процессов. Обнаруженные частотно-временные закономерности в параметрах Es-слоя имеют большое значение для долгосрочного прогноза частотных параметров .Е^-слоя, влияющих на распространение декаметровых радиоволн. Найденные закономерности пространственно-временных колебаний Es-слоя представляются важными для развития физических моделей Es-слоя, учитывающих влияние метеорологических параметров нижележащей атмосферы.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Разработанный метод исследования волновых закономерностей в геофизических параметрах на основе интерполяционной модели пространственно-временных колебаний.

2. Обнаруженные сезонные и межгодовые закономерности в частотно-временных спектрах 2-32-суточных колебаний частотных параметров Es-слоя с преобладанием периодичностей 4-6, 14-16 и 22-28 суток.

3. Установленные пространственно-временные закономерности распределения амплитуды квази 16-суточного колебания предельной частоты Es-слоя (f0Es) и характерные зональные направления движения квази 16-суточных волновых возмущений .Е^-слоя в северном полушарии.

4. Обнаруженная связь среднегодовых значений f0Es, амплитуд 4-24-суточных колебаний f0Es, а также зональной и меридиональной составляющих направления движения 16-суточной волны в поле f0Es с квазидвухлетней цикличностью атмосферной циркуляции. Достоверность полученных результатов подтверждена статистической надежностью многолетних наблюдений на более чем 100 ионосферных станциях северного полушария. Основные результаты исследования получены на основе 20-50-летних данных по измерениям параметров Es-слоя. Вычисляемые коэффициенты корреляции подвергались статистической проверке на значимость. Достоверность результатов, полученных с помощью разработанного алгоритма анализа направлений движения, подтверждена испытаниями алгоритма на модельных примерах волновых движений.

Личный вклад автора: автором адаптирована методика вейвлет-анализа на основе функции Морле для исследования спектральных вариаций временных рядов в терминах Фурье-преобразования. С помощью данной методики установлен характер распределений интенсивностей 2-32-суточных колебаний частотных параметров Es-слоя по сезонам и выделены периоды доминирующих колебаний. Автором разработана интерполяционная модель пространственно-временных колебаний геофизических параметров для исследования волновых процессов с возможностью определения направлений движения волновых возмущений. При этом были предложены оригинальный метод интерполяции функций в сферических координатах и алгоритм определения направлений движения в поле интерполированных значений исследуемого параметра. На основе интерполяции найдено глобальное пространственно-временное распределение квази 16-суточных колебаний предельной частоты Es-слоя в северном полушарии. Автором определены характерные направления движения квази 16-суточных волновых возмущений Es-слоя и установлена их связь с квазидвухлетним циклом атмосферной циркуляции. Все вышеописанные методы реализованы в рамках единого специализированного пакета программного обеспечения, с помощью которого проведена комплексная обработка большого объема экспериментальных данных за 20-50-летний период.

Апробация работы и публикации. Результаты диссертационной работы были представлены и обсуждались на XX, XXI Всероссийских конференциях по распространению радиоволн (Н. Новгород, 2002 г., Йошкар-Ола, 2005 г.), на Всероссийской научной конференции «Фундаментальные исследования взаимодействия суши, океана и атмосферы» (Москва, 2002 г.), на международных конференциях: IUGG-2003 (Саппоро, Япония), COSPAR-2004 (Париж, Франция), Workshop on Computational Physics (С.-Петербург, 2003), на V,VI Всероссийских молодежных научных школах «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия» (Казань, 2001, 2002 гг.), на IV Республиканской научной конференции молодых ученых и специалистов РТ (Казань, 2001), на II Итоговой конференции Республиканского конкурса научных работ им.

Н.И. Лобачевского (Казань, 2002), а также на научных семинарах и конференциях Казанского государственного университета (2001-2005 гг.).

Исследования по теме диссертации в 2002-2005 гг. поддержаны грантами РФФИ №№ 01-05-65251-а (исполнитель), 02-05-06162-мас, 03-05-06376-мас, 05-05-64651-а (исполнитель), грантом Федерального агентства по образованию N? А04-2.13-765 (2004 г.), грантом для государственной поддержки молодых ученых Республики Татарстан № 07-3 (Г) (2005 г.). Результаты диссертации использовались при выполнении госбюджетной темы Казанского государственного университета «Исследование волновой структуры циркуляции среднеширотной верхней мезосферы - нижней термосферы» № гос. per. 01.200.1 11805, 2001-2005 гг.

По результатам диссертации автором опубликовано 18 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. В ней содержится 146 страниц печатного текста, приводится 37 рисунков и 16 таблиц. Список литературы содержит 132 работы.

Заключение диссертации по теме «Физика атмосферы и гидросферы», Рябченко, Евгений Юрьевич

4.3. Выводы

1. Получены среднесезонные долготные распределения амплитуды квази 16-суточного колебания f0Es для северных широт 30-70° по данным 1970-1989 гг. В октябре-апреле на востоке (0-150° в.д.) низкоширотные (3040° с.ш.) амплитуды выше среднеширотных (50-60° с.ш.). На западе (45130° з.д.) амплитуда растет с увеличением широты. Летом на низких широтах амплитуда увеличивается до 0.3 МГц; на высоких широтах — сохраняется значение 0.1-0.2 МГц (30-150° в.д.), при этом амплитуды в восточном полушарии выше на 50% (30-50° с.ш.), чем в западном. Амплитуда на широте 70° с.ш. в основном имеет наибольшее значение на всех долготах и во все сезоны кроме июня-августа.

2. Рассмотрен метод анализа волновых движений на основе интерполяционной модели пространственно-временных колебаний. Показано, что разработанный алгоритм анализа движений в поле вейвлет-амплитуд колебаний позволяет выделять нестационарные и уединенные волны, а в поле узкопо-лоспых колебаний — широкий класс волн, включая стационарные волны.

3. Определены характерные направления движения волновых возмущений в поле амплитуды квази 16-суточного колебания f0Es за 1965-1989 гг., и построены среднесезонные угловые гистограммы направлений векторов движения для широт 45-75° с.ш. Для восточного полушария обнаружено четкое преобладание зонального направления для всех долгот. Для западного полушария на широтах 45-60° с.ш. наблюдаются значительные отклонения от зонального направления для областей, включающих небольшое число ионосферных станций. Частота появления либо западного, либо восточного направлений в зональном движении в среднем одинакова для восточного и западного полушарий во все сезоны.

4. Обнаружена значимая корреляция квазидвухлетней цикличности атмосферной циркуляции с интенсивностью Es-слоя и амплитудами 4-24-суточных колебаний f0Es в секторе долгот 30-270° в.д. и широт 15-75° с.ш. Интенсивность ^5-слоя и амплитуды 4-24-суточных колебаний f0Es максимальны для западнонаправленного ветра в экваториальной стратосфере (восточная фаза) и минимальны для восточнонаправленного ветра (западная фаза).

5. Обнаружено влияние квазидвухлетней цикличности атмосферной циркуляции на зональное движение волновых возмущений в поле вейвлет-амплитуд 4- и 16-суточных колебаний f0Es в отдельных областях северного полушария: 30-60° с.ш. и 120-180° з.д. для 4-суточного возмущения, 15-30° с.ш. и 120-150° з.д. для 16-суточного возмущения. Восточное направление возмущений преобладает при восточной фазе квазидвухлетнего цикла, а западное — при западной фазе.

6. Обнаружено влияние квазидвухлетней цикличности атмосферной циркуляции на движение 16-суточной волны (в поле 16-суточных колебаний) f0Es. Для зональной проекции движения положительная корреляция (движению волны с востока на запад соответствует восточная фаза циркуляции) обнаружена для областей 15-45° с.ш. 0-30° в.д. и 15-60° с.ш. 150-180° з.д., отрицательная — для области 60-75° с.ш. и 60-120° в.д. Для меридиональной проекции отрицательная корреляция обнаружена для узкой полосы долгот около 60° з.д. Положительная корреляция обнаружена для широкого сектора 60-180° в.д. (максимальное значение коэффициента корреляции 0.75 в точке 60° с.ш. 120° в.д.), при этом движение волны на юг наблюдается при восточной фазе циркуляции, на север — при западной фазе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными результатами диссертационной работы являются следующие положения.

1. Разработана интерполяционная модель пространственно-временных колебаний геофизических параметров для исследования волновых процессов с возможностью определения направлений движения волновых возмущений. Модель позволяет изучать волновые процессы в заданном диапазоне периодов и определять направления перемещения в угловом диапазоне 0-360°.

2. Установлены сезонные закономерности распределения амплитуд 2-32-суточных колебаний частотных параметров Es-слоя в северном полушарии: для средних широт максимальные значения амплитуд колебаний f0Es и 5NEs с преобладанием периодов 4-6, 14-16 и 22-28 суток наблюдаются в летний сезон; для ряда станций отмечено преобладание данных колебаний осенью и весной. Для зимнего сезона не обнаружено регулярного проявления указанных периодичностей. На низких и высоких широтах четких сезонных закономерностей и регулярного проявления указанных периодов не выявлено. Как правило, на среднесезонных спектрах 2-32-суточных колебаний f0Es и 5NEs на низких и средних широтах большие амплитуды наблюдаются у колебаний с меньшими периодами. Также обнаружено, что летом на широтах 3050° с.ш. амплитуда квази 16-суточного колебания примерно в 1,5 раза выше в восточном полушарии по сравнению с западным. Наличие 2-32-суточных колебаний в параметрах Es-слоя предположительно связано с возмущениями этих периодов в нижележащей атмосфере, в частности, планетарными волнами, которые способны проникать на высоты ^-области ионосферы, вызывая вариации Es-слоя. Возрастание амплитуд колебаний параметров Es-слоя летом, очевидно, также обусловлено сезонным увеличением ионизации ^-области под действием потока солнечной энергии.

3. Определены характерные направления движения квази 16-суточных волновых возмущений в поле амплитуды колебаний f0Es в северном полушарии на основе данных 122 иоиозондов за 1965-1989 гг. Для восточного полушария на широтах 45-75° с.ш. обнаружено четкое преобладание зонального направления движения квази 16-суточных волновых возмущений Es-слоя для всех долгот. Для западного полушария на широтах 45-60° с.ш. наблюдаются значительные отклонения от зонального направления. Характерных сезонных закономерностей в направлениях движения не отмечено.

4. Обнаружена связь вариаций интенсивности Es-слоя и направлений движения волновых возмущений в Es-слое с квазидвухлетним циклом атмосферной циркуляции. Установлена значимая корреляция среднегодовых значений f0Es и амплитуд 4-24-суточных колебаний f0Es для широт 15-75° с.ш. со среднегодовыми значениями зональной скорости экваториального стратосферного ветра: значения f0Es и амплитуды колебаний f0Es максимальны при восточной фазе квазидвухлетнего цикла и минимальны при западной фазе. Установлено, что знак корреляции зонального и меридионального направлений движения 16-суточной волны в поле колебаний f0Es с зональной скоростью экваториального стратосферного ветра имеет широтную и долготную зависимость. Обнаружена значимая корреляция (на уровне 0.35-0.75) меридиональной компоненты движения 16-суточной волны с зональной скоростью экваториального стратосферного ветра для области 60-180° в.д. 1575° с.ш.: северное направление 16-суточной волны преобладает при западной фазе квазидвухлетнего цикла, южное — при восточной фазе.

В заключении автор выражает благодарность научному руководителю Шерстюкову Олегу Николаевичу за внимание и помощь в работе. Автор также признателен Фахрутдиновой Антонине Николаевне, Акчурину Аделю Джавидовичу, Бочкареву Владимиру Владимировичу и Максютину Сергею Владимировичу за консультации в процессе подготовки работы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Рябченко, Евгений Юрьевич, 2006 год

1. Чавдаров, С. С. Среднеширотный спорадический слой Е-области ионосферы / С. С. Чавдаров, Ю. К. Часовитин, С. П. Чернышева, В. М. Шефтель. - М.: Наука, 1975. - 120 с.

2. Брюнелли, Б. Е. Физика ионосферы / Б. Е. Брюнелли, А. А. Намгаладзе.- М.: Наука, 1988. 528 с.

3. Whitehead, J. D. Recent work on mid-latitude and equatorial sporadic-E /

4. J. D. Whitehead // J. Atmos. Terr. Phys. 1989. - № 51. - P. 401-424.

5. Абрамчук, В. П. О структуре зонального ветра в нижней ионосфере во время проведения ракетного экперимента "КОМБИ П2" / В. П. Абрамчук, Ю. Я. Ружин, В. М. Синельников // Препринт №12(766). — М.: ИЗМИРАН, 1988. - 22 с.

6. Дэвис, К. Радиоволны в ионосфере / К. Дэвис. — М.: Мир, 1973. — 502 с.

7. Галкин, А. И. Ионосферные измерения / А. И. Галкин, Н. М. Ерофеев, Э. С. Казимировский, В. Д. Кокоуров. — М.: Наука, 1971. — 174 с.

8. Ionospheric Digital Database: Worldwide vertical incidence parameters. User Documentation Manual. National Geophysical Data Center, Boulder, USA.- July, 1994, Release 1.0. 30 p.

9. Щ 10. Акчурин, А. Д. Радиозондовые исследования среднеширотного слоя Esво взаимосвязи с атмосферными волновыми процессами : дис. . канд. физ.-мат. наук / А. Д. Акчурин. — Казань: КГУ, 1997. — 190 с.

10. Гершман, Б. Н. Механизмы образования ионосферного спорадического слоя Е на различных широтах / Б. Н. Гершман, Ю. А. Игнатьев, Г. X. Каменецкая. — М.: Наука, 1976. — 107 с.

11. Гершман, Б. Н. Теория образования спорадического слоя Е и возникающих в нем неоднородностей / Б. Н. Гершман, Ю. А. Игнатьев // Ионосферные исследования. — 1997. — № 50. — С. 7-28.Щ

12. Whitehead, J. D. Production and prediction of sporadic E / J. D. Whitehead // Rev. of Geophys. and Space Phys. 1970. - V. 8. - P. 65-144.

13. Шерстюков, О. H. Взаимосвязь сроков весенней перестройки циркуляции и интенсивности спорадического слоя Е / О. Н. Шерстюков, А. Д. Акчурин, Е. Ю. Зыков // Геомагнетизм и аэрономия. — 1997. Т. 37, № 5. - С. 167-171.

14. Mathews, J. D. Sporadic E: current views and recent progress / J. D. Mathews // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1998. - V. 60. - P. 413-435.

15. Беспрозванная, А. С. Распределение аномальной ионизации в области Е высоких широт по данным наземного зондирования / А. С. Беспрозванная, Т. И. Щука // Геомагнетизм и аэрономия. — 1976. — Т. 16, № 4. — С. 723-726.

16. Кукушкина, Р. С. Особенности структуры и формирования Е-области авроральной ионосферы : дис. канд. физ.-мат. наук / Р. С. Кукушкина. Мурманск: ПГИ Коп. фил. АН СССР, 1983. 208 с.

17. Smith, Е. К. Temperate zone sporadic-E maps (f0Es > 7 MHz) / E. K. Smith // Radio Science. 1978. - V. 13. - P. 571-575.

18. Максютин, С. В. Вариации параметров слоя Es и мезотермосферного ветра в зависимости от гео-гелиоактивности : дис. . канд. физ.-мат. наук / С. В. Максютин. — Казань: КГУ, 2004. — 153 с.

19. Гершман, Б. Н. Динамика ионосферной плазмы / Б. Н. Гершман. — М.: Наука, 1974. 256 с.

20. Nygren, Т. The role of electric field and neutral wind direction in the formation of sporadic E-layers / T. Nygren, L. Jalonen, J. Oksman, T. Turunen // J. Atmos. Terr. Phys. 1984. - V. 46. - P. 373-381.

21. Минуллин, P. Г. Прогностическая радиофизическая модель среднеши-ротного спорадического слоя Е / Р. Г. Минуллин // Ионосферные исследования. 1997. - № 50. - С. 34-64.

22. Двинских, Н. И. Региональные эмпирические модели параметров слоя Es/ Н. И. Двинских, Н. А. Чернобровкина // Ионосферные исследования. 1997. - № 50. - С. 74-77.

23. Овезгельдыев, О. Г. Модификация глобальной аналитической модели слоя Es в области высоких широт / О. Г. Овезгельдыев, Г. В. Михайлова // Ионосферные исследования. — 1997. — № 50. — С. 65-73.

24. Кутимская, М. А. Моделирование условий появления тонкого среднеши-ротного слоя Es с коррекцией по экспериментальным данным / М. А. Кутимская, А. В. Кулижский // Ионосферные исследования. — 1997. — № 50. С. 78-84.

25. Данилов, А. Д. Метеорологические эффекты в ионосфере / А. Д. Данилов, Э. С. Казимировский, Г. В. Вергасова, Г. Я. Хачикян. — JL: Гидро-метеоиздат, 1987. — 271 с.

26. Vincent, R. A. Planetary and gravity waves in the mesosphere and lower thermosphere / R. A. Vincent // Adv. Space Res., 1990. V. 10, № 12, -P. 93-101.

27. Гилл, А. Динамика атмосферы и океана / А. Гилл. — М.: Мир, 1986. — 396 с.

28. Pedlosky, J. Waves in the Ocean and Atmosphere. Introduction to Wave Dynamics / J. Pedlosky. — Berlin: Springer-Verlag, 2003. — 260 p.

29. Forbes, J. M. Tidal and Planetary Waves / J. M. Forbes // Geophysical Monograph Series. — V. 87. — American Geophysical Union, 1995. — 356 p.

30. Хантадзе, А. Г. Ионосферные эффекты планетарных волн / А. Г. Хан-тадзе, 3. С. Шарадзе // Волновые возмущения в атмосфере. — Алма-Ата: Наука, 1980. С. 143-158.

31. Россби, К. Г. Связь между колебаниями интенсивности зональной циркуляции атмосферы и смещениями квазипостоянных центров действия / К. Г. Россби. В сб.: Вопросы предсказания погоды. — JL: Гидрометео-издат, 1958. С. 304-316.

32. Dickinson, R. Е. Rossby waves — long period oscillations of oceans and atmospheres / R. E. Dickinson // Annu. Rev. Fluid Mech. — 1978. — V. 10.- P. 159-195.

33. Холтон, Дж. P. Динамическая метеорология стратосферы и мезосферы / Дж. Р. Холтон. — JL: Гидрометеоиздат, 1979. — 224 с.

34. Van, Loon. Н. Zonal harmonic standing waves / Loon. H. Van, R. L. Jenne, K. Labitzke // J. Geophys. Res. 1973. - V. 78. - P. 4463-4471.

35. Гинзбург, Э. И. Динамические модели свободной атмосферы / Э. И. Гинзбург, В. Т. Гуляев, JI. В. Жалковская. — Новосибирск: Наука. — 1987.- 292 с.

36. Charney, J. G. Propagation of planetary scale disturbances from the lower into the upper atmosphere / J. G. Charney, P. G. Drazin //J. Geophys. Res. 1961. - V. 66. - P. 83-109.

37. Dickinson, R. E. Meteorology of the upper atmosphere / R. E. Dickinson // Rev. Geophys. Space Phys. 1975. - V. 13. - P. 771-862.

38. Jacobi, C. R. On the solar cycle dependence of winds and planetary waves as seen from mid-latitude D1 LF mesopause region wind measurements / C. R. Jacobi // Ann. Geophysicae. 1998. - V. 16. - P. 1534-1543.

39. Forbes, J. M. Quasi 2-day oscillation of the ionosphere: A statistical study / J. M. Forbes, X. Zhang // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 1997. - V. 59, № 9. - P. 1025-1034.

40. Schoeberl, M. R. Resonant Planetary Waves in a Spherical Atmosphere / M. R. Schoeberl, J. H. Clark // Atmos. Sci. 1980. - V. 37. - P. 20-28.

41. Muller, H. G. A travelling quasi 2-day wave in the meteor region /

42. H. G. Muller, L. J. Nelson // J. Atmos. Terr. Phys., 1978. V. 40, № 6. -P. 761-766.

43. Madden, R. A. Observations of large-scale travelling Rossby waves / R. A. Madden // Rev. Geophys. 1979. - V. 17, № 8. - P. 1935-1950.

44. Salby, M. L. Rossby normal modes in nonuniform background configurations,

45. Simple fields / M. L. Salby // J. Atmos. Sci. 1981. - V. 38. - P. 18031826.

46. Salby, M. L. Rossby normal modes in nonuniform background configurations, II, Equinox and solstice conditions / M. L. Salby //J. Atmos. Sci. — 1981.- V. 38. P. 1827-1840.

47. Forbes, J. M. Quasi 16-day oscillation of the mesosphere and lower thermosphere / J. M. Forbes, M. T. Hagan, S. Miyahara, F. Vial, A. H. Manson, C. Meek, Y. Portnyagin // J. Geophys. Res. — 1995. — V. 100. P. 9149-9163.

48. Madden, R. A. A free Rossby wave in the troposphere and stratosphere during January 1979 / R. A. Madden, K. Labitzke //J. Geophys. Res. — 1981. V. 86. - R 1247-1254.

49. Espy, P. J. Interannual variation of the quasi-16-day oscillation in the polar summer mesospheric temperature / P. J. Espy, J. Stegmann, G. Witt //J. Geophys. Res. 1997. - V. 102, № 2. - P. 1983-1990.

50. Jacobi, C. R. Planetary wave activity obtained from long-period (2-18 days) variations of mesopause region winds over central Europe (52°N, 15°E) /

51. C. R. Jacobi, R. Schminder, D. Kiirschner //J. Atmos. Solar-Terr. Phys. — 1998.-V. 60, № 1. — P. 81-93.

52. Jacobi, C. R. Long-period (12-25 days) oscillations in the summer mesopause region as measured at Collm (52°N, 15°E) and their dependence on the equatorial quasi-biennial oscillation / C. R. Jacobi, R. Schminder,

53. D. Kiirschner // Contrib. Atmos. Phys. 1998. - V. 71. - P. 461-464.

54. Mitchell, N. J. The 16-day planetary wave in the mesosphere and lower thermosphere / N. J. Mitchell, H. R. Middleton, A. G. Beard, P. J. Williams, H. G. Muller // Ann. Geophysicae. 1999. - V. 17. - P. 1447-1456.

55. Malinga, S. B. The 16-day variation in the mean flow at Grahamstown (33.3°S, 26.5°E) / S. B. Malinga, L. M. Poole // Ann. Geophysicae, 2002. -V. 20. P. 2027-2031.

56. Williams, C. R. Analysis of long-period waves using the mesosphere-stratosphere-troposphere radar at Poker Flat, Alaska / C. R. Williams, S. K. Avery // J. Geophys. Res. 1992. - V. 97. - P. 20855-20861.

57. Namboothiri, S. P. Climatological studies of the quasi 16-day oscillations in the mesosphere and lower thermosphere at Yamagawa (31.2°N, 130.6°E), Japan / S. P. Namboothiri, P. Kishore, K. Igarashi // Ann. Geophysicae, 2002. V. 20. - P. 1239-1246.

58. Фахрутдинова, A. H. Высотная структура долгопериодных вариаций нейтрального ветра в нижней термосфере средних широт / А. Н. Фахрутдинова, Р. А. Ишмуратов // Геомагнетизм и аэрономия.- 1996. Т. 36, № 4. - С. 115-124.

59. Fahrutdinova, А. N. Time variations of dynamical processes in the midlatitude upper mesosphere-lower thermosphere / A. N. Fahrutdinova, A. M. Stepanov, D. V. Fedorov, D. S. Yasnitsky // Adv. Space Res. 2001.- V. 27, № 6-7. P. 1115-1120.

60. Fahrutdinova, A. N. Dynamical processes and correlations at midlatitudes in the lower and middle atmosphere / A. N. Fahrutdinova, Yu. P. Perevedencev, V. V. Guryanov, V. V. Kulikov // Adv. Space Res. 2001. - V. 27, № 10.- P. 1667-1672.

61. Fahrutdinova, A. N. Planetary wave activity and rotational effects in the mid-latitudes of the lower and middle atmosphere (0-100 km) / A. N. Fahrutdinova, V. V. Guryanov, D. V. Korotyshkin, A. H. Manson,

62. C. E. Meek, Ch. Jacobi, D. Kurschner // Adv. Space Res. 2003. - V. 32, № 5. - P. 869-874.f*

63. Fahrutdinova, A. N. Rotational effects in the field of tidal wind of the mid-latitude MLT-region / A. N. Fahrutdinova, D. V. Korotyshkin, D. V. Fedorov // Adv. Space Res. 2003. - V. 32, № 5. - P. 875-880.

64. Fahrutdinova, A. N. The influence of the irregular movements at lower thermosphere on the ionospheric Es-layer by radiometeor observation in Kazan (56°N, 49°E) / A. N. Fahrutdinova, O. N. Sherstyukov,

65. D. S. Yasnitsky // Phys. Chem. Earth., 2001. V. 26, № 6. - P. 445-448.

66. Pancheva, D. Quasi two-day fluctuations observed in summer F-region electron maximum / D. Pancheva, I. Lysenko // Bulg. Geoph. J. — 1988. —1. V. 14, № 2. P. 41-51.

67. Lastovicka, J. Observations of tides and planetary waves in the atmosphere-ionosphere system / J. Lastovicka // Adv. Space Res. — 1997. — V. 20, № 6.- P. 1209-1222.

68. Pancheva, D. Planetary wave activity in the lower ionosphere during CRISTA I campaign in autumn 1994 (October-November) / D. Pancheva, J. Lastovicka // Ann. Geophysicae. 1998. - V. 16. - P. 1014-1023.

69. Voiculescu, M. More evidence for a planetary wave link with midlatitude E region coherent backscatter and sporadic E layers / M. Voiculescu,

70. Щ C. Haldoupis, D. Pancheva, M. Ignat, K. Schlegel, S. Shalimov // Ann.

71. Geophysicae, 2000. V. 18. - P. 1182-1196.

72. Haldoupis, C. Planetary waves and midlatitude sporadic E layers: Strong experimental evidence for a close relationship / C. Haldoupis, D. Pancheva // J. Geophys. Res., 2002. V. 107 (A6), doi:10.1029/2001JA000212.

73. Voiculescu, M. Vertical motion of ionization induced by the linear interaction of tides with planetary waves / M. Voiculescu, M. Ignat // Ann. Geophysicae, 2003. V. 21. - P. 1521-1529.

74. Shalimov, S. Midlatitude E-region plasma accumulation driven by planetary wave horisontal wind shears / S. Shalimov, C. Haldoupis, M. Voiculescu, K. Schlegel // J. Geophys. Res. 1999. - V. 104. - P. 28207-28213.

75. Shalimov, S. A model of mid-latitude E-region plasma convergence inside a planetary wave cyclonic vortex / S. Shalimov, C. Haldoupis // Ann. Geophysicae. 2002. - V. 20. - P. 1193-1201.

76. Шатхин, X. 3. Об ионосферно-тропосферных связях / X. 3. Шатхин // Геомагнетизм и аэрономия. — 1964. — Т. 4, № 4. — С. 800-802.

77. Shrestha, К. L. Sporadic Е and atmospheric pressure waves / К. L. Shrestha // J. Atmos. Terr. Phys. 1971. - V. 33, 2. - P. 205-211.

78. Корсунова, JI. П. Турбопауза земной атмосферы по данным радиофизических измерений : дис. . докт. физ.-мат. наук / Л. П. Корсунова. — Ашхабад, 1992. 354 с.

79. Егорова, Л. В. О взаимосвязи квазидвухлетних вариаций в параметрах слоя Es и метеохарактеристиках нейтральной атмосферы в цикле солнечной активности / Л. В. Егорова // Геомагнетизм и аэрономия. — 1994. Т. 34, № 6. - С. 163-166.

80. Казимировский, Э. С. Метеорологические эффекты в ионосфере (обзор) / Э. С. Казимировский, В. Д. Кокоуров // Геомагнетизм и аэрономия. 1995. - Т. 35, 3. - С. 1-23.

81. Кац, А. Л. Циркуляция в стратосфере и мезосфере / А. Л. Кац. — Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1968. — 204 с.

82. Власова, И. Л. Квазидвухлетние колебания нижнестратосферных экваториальных ветров за 30 лет / И. Л. Власова, Д. М. Сонечкин, Б. С. Чуч-калов // Метеорология и гидрология. — 1987. — № 5. — С. 47-55.

83. Сидоренков, Н. С. Мониторинг общей циркуляции атмосферы / Н. С. Сидоренков // Труды Гидрометеоролог, науч.-исслед. центра Рос. Федерации. 2000. - Вып. 331. - С. 12-41.

84. Кац, A. JI. Двухлетняя цикличность в экваториальной стратосфере и общая циркуляция атмосферы / A. JI. Кац // Метеорология и гидрология. 1964. - № 6. - С. 3-10.

85. Kiirschner, D. Long-term behaviour of Е-region nighttime LF reflection heights — long-term trend, solar cycle, and the QBO / D. Kiirschner,

86. Ch. Jacobi // Rep. Inst. Meteorol. Univ. Leipzig. 2003. - V. 30. — P.127.135.

87. Kiirschner, D. Quasi-biennial and decadal variability obtained from long-term measurements of nighttime radio wave reflection heights over central Europe / D. Kiirschner, Ch. Jacobi // Adv. Space Res. 2003. - V. 32. -P. 1701-1706.

88. Угрюмов, А. И. Квазидвухлетняя цикличность весенне-летней циркуляции атмосферы / А. И. Угрюмов. / Под ред. А.Л.Каца. — Л.: Гидроме-теоиздат, 1971. — Вып. 77. — 82 с.

89. Акчурин, А. Д. Взаимосвязь неустойчивости тропосферной циркуляции со слоем Es в средних широтах / А. Д. Акчурин // Геомагнетизм и аэрономия. 1997. - Т. 36, № 5. - С.54-60.

90. А 87. Akchurin, A. D. The influence of lower atmosphere dynamics on the midlatitude sporadic E-layer / A. D. Akchurin, O. N. Sherstyukov, E. Yu. Zykov // Adv. Space Res. 1997. - V. 20, № 6. - P. 1309-1312.

91. Bencze, P. Ionospheric sporadic E and stratospheric warmings / P. Bencze // Acta Geodaet., Geophys. et Montanist. Acad. Sci. Hung. — 1978. — V. 13, № 1-2. P. 223-230.

92. Bencze, P. Height variation of wind shear deduced from ionospheric sporadic E during stratospheric warmings / P. Bencze // Acta Geodaet., Geophys. et Montanist. Acad. Sci. Hung. 1980. - V. 15, № 2-4. - P. 247-256.

93. Torrence, С. A Practical Guide to Wavelet Analysis, with Significance and Confidence Testing / C. Torrence, G. P. Compo // Bulletin of the American Meteorological Society, 1998. V. 79, № 1. - P. 61-78.

94. Астафьева, H. M. Вейвлет-анализ: основы теории и примеры применения / Н. М. Астафьева // Успехи физических наук. — 1996. — Т. 166, № 11. С. 1145-1170.

95. Добеши, И. Десять лекций по вейвлетам / И. Добеши. — Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. — 464 с.

96. Новиков, И. Я. Основы теории всплесков / И. Я. Новиков, С. Б. Стечкин // Успехи математических наук. 1998. - Т. 53, № 6(324). - С. 53-128.

97. Новиков, JI. В. Основы вейвлет-анализа сигналов. Учебное пособие / Л. В. Новиков. С.-Петербург: ООО «МОДУС+», 1999. - 152 с.

98. Новиков, JI. В. Спектральный анализ сигналов в базисе вейвлетов / J1. В. Новиков // Научное приборостроение. — 2000. — Т. 10, № 10. — с. 57-64.

99. Баскаков, С. И. Радиотехнические цепи и сигналы / С. И. Баскаков. — М.: Высшая школа, 1988. — 448 с.е

100. Воробьев, В. И. Теория и практика вейвлет-преобразования / В. И. Воробьев, В. Г. Грибунин. С.-Петербург: Изд-во ВУС, 1999. - 204 с.

101. Витязев, В. В. Вейвлет-анализ временных рядов. Учебное пособие /

102. B. В. Витязев. С.-Петербург: Изд-во СПбГУ, 2001. - 58 с.

103. Петухов, А. П. Периодические дискретные всплески / А. П. Петухов // Алгебра и Анализ. 1996. - Т. 8, № 3. - С. 151-183.

104. Петухов, А. П. Периодические всплески / А. П. Петухов // Математический сборник. 1997. - Т. 188, № 10. - С. 69-94.

105. Петухов, А. П. Введение в теорию базисов всплесков / А. П. Петухов.

106. C.-Петербург: Изд-во СПбГТУ, 1999. 132 с.

107. Малоземов, В. Н. Быстрое вейвлетное преобразование дискретных периодических сигналов и изображений / В. Н. Малоземов, А. Б. Певный, А. А. Третьяков // Проблемы передачи инф. — 1998. — Т. 34, Вып. 2. —1. C. 77-85.

108. Heil, Ch. Е. Continuous and discrete wavelet transforms / Ch. E. Heil,

109. D. F. Walnut // SIAM Review. 1989. - V. 31, № 4. - P. 628-666.

110. Дремин, И. М. Вейвлеты и их использование / И. М. Дремин, О. В. Иванов, В. А. Нечитайло // Успехи физических наук. — 2001. — V. 171, № 5.- С. 465-501.

111. Sherstyukov, О. N. Time-Frequency Analysis of Data Using Morlet Wavelet / O. N. Sherstyukov, E. Yu. Ryabchenko // Georesources (International Journal of Science). 2001. - № 2(5). - R 36-39.

112. Шерстюков, О. H. Синоптические колебания в параметрах среднеширотного спорадического слоя Е / О. Н. Шерстюков, Е. Ю. Рябченко // Геомагнетизм и аэрономия. — 2004. — Т. 44, N? 5. — С. 661-667.

113. Рябченко, Е. Ю. Применение вейвлет-анализа для исследования временных вариаций ионосферных параметров / Е. Ю. Рябченко, О. Н. Шерстюков // Когерентная оптика и оптическая спектроскопия: сб. статей.- Казань, 2001. С. 278-282.

114. Елькин, А. Ю. Анализ временных вариаций скоростей ветра на высотах верхней мезосферы — нижней термосферы / А. Ю. Елькин // Труды общефакультетского научного физического семинара студентов. — Казань: КГУ, 2001. С. 11-16.

115. Елькин, А. Ю. Приложение методов непрерывного вейвлет-преобразования для анализа нестационарных временных рядов / А. Ю. Елькин, А. Н. Фахрутдинова // Когерентная оптика и оптическая спектроскопия: сб. статей. — Казань, 2002. — С. 217-223.

116. Hardy, R. L. Multiquadric equations of topography and other irregular surfaces / R. L. Hardy // J. Geophys. Res., 1971. V. 76. - P. 1905-1915.

117. ИЗ. Максютин, С. В. Пространственная аппроксимация ионосферных параметров методом мультиквадрик / С. В. Максютин, О. Н. Шерстюков. Казанский ун-т. Казань, 1996. - Рус.-Деп. в ВИНИТИ. 06.12.96. N3538-В96. - 16 с.

118. Самарский, А. А. Численные методы / А. А. Самарский, А. В. Гулин. — M.: Наука, 1989. 231 с.

119. Sherstyukov, О. N. Wave behaviour of sporadic E-layer variations at the latitudes 30-70°N / 0. N. Sherstyukov, E. Yu. Ryabchenko // Adv. Space Res. 2005. - V. 36, № 11. - P. 2207-2211.

120. Рабинер, Jl. Теория и применение цифровой обработки сигналов / Л. Ра-бинер, Б. Гоулд. М.: Мир, 1978. - 848 с.

121. Бойко, Б. П. Цифровые фильтры с конечной импульсной характеристикой / Б. П. Бойко, А. Р. Курганов, Р. 3. Сюняев. — Казань: Изд-во Каз. Гос. Ун-та, 1999. 42 с.

122. Гайдышев, И. П. Анализ и обработка данных: специальный справочник / И. П. Гайдышев. С.-Петербург: Питер, 2001. — 752 с.

123. Рябченко, Е. Ю. Морфология временных вариаций ионосферных параметров / Е. Ю. Рябченко // Труды общефакультетского научного физического семинара студентов. — Казань, КГУ, 2001. — С. 23-28.

124. Рябченко, Е. Ю. Вейвлет-анализ временных вариаций предельной ча-^ стоты спорадического слоя Е ионосферы / Е. Ю. Рябченко // Тезисы

125. Республиканской научной конференции молодых ученых и специалистов. Казань, 2001. - С. 8.

126. Рябченко, Е. Ю. Применение вейвлет-анализа для исследования волновых закономерностей в слое Es / Е. Ю. Рябченко // Тезисы итоговой научной студенческой конференции физ. фак-та. — Казань: КГУ, 2002. С. 36.

127. Рябченко, Е. Ю. Время-частотный анализ параметров спорадического слоя Е / Е. Ю. Рябченко, О. Н. Шерстюков // Распространение радиоволн: тезисы XX Всероссийской научной конференции — Н. Новгород,• 2002. С. 300-301.

128. Пановский, Г. А. Статистические методы в метеорологии / Г. А. Пановский, Г. В. Брайер. — JL: Гидрометеоиздат, 1972. — 209 с.

129. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Гмурман. — М., «Высшая школа», 2001. — 479 с.

130. Sherstyukov, О. N. Spatio-temporal variations of sporadic E-layer synoptical oscillations in Europe / O. N. Sherstyukov, E. Yu. Ryabchenko // Workshop on Computational Physics. С.-Петербург: СП6ГУ, 2003. - С. 44-45.

131. Ryabchenko, E. Yu. Wave behaviour of sporadic E-layer variations at the latitudes 30-70°N / E. Yu. Ryabchenko, O. N. Sherstyukov // COSPAR

132. Й1 abstracts. — 2004. http://www.cosis.net/abstracts/C0SPAR04/02973/1. COSPAR04-A-02973.pdf

133. Рябченко, E. Ю. Волновые процессы в спорадическом слое Е / Е. Ю. Рябченко, О. Н. Шерстюков // Тезисы научной конференции физического факультета. — Казань: КГУ, 2004. — С. 41-43.

134. Рябченко, Е. Ю. Пространственно-временные свойства квази 16суточной волны в Es-слое ионосферы / Е. Ю. Рябченко, О. Н. Шерстюков // Тезисы международной конференции «Фундаментальные проблемы физики», 13-18 июня. — Казань, 2005. — С. 186.