ЧИСЛЕННАЯ МОДЕЛЬ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ ВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ АТМОСФЕРНЫХ ТЕРМИЧЕСКИХ ПРИЛИВОВ, ГЕНЕРИРУЕМЫХ В СРЕДНЕЙ АТМОСФЕРЕ, НА ФОНОВУЮ ЦИРКУЛЯЦИЮ И ТЕМПЕРАТУРУ БЛИЖНЕГО КОСМОСА

© А.П.Капица, А.А.Гаврилов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2004 г.

Атмосферные термические приливы (ТП), обусловленные поглощением солнечной радиации озоном в страто-мезосфере и водяным паром в тропосфере, при своем распространении переносят потоки энергии и импульса. Воздействие потоков, обусловленных распространяющими в средней термосфере (h = 20-120 км) термическими приливами, на фоновую температуру и циркуляцию приводит к существенному изменению этих параметров атмосферы в ближнем космосе (h = 80-140 км).

До настоящего времени существовали только качественные оценки последствий воздействия ТП на фоновую циркуляцию и температуру нижней термосферы (ближнего космоса).

В настоящей работе для оценки последствий воздействия ТП была разработана глобальная численная гидродинамическая модель.

В уравнениях притока тепла рассчитывался источник, обусловленный диссипацией приливов в средней атмосфере за счет вязкости. По аналогии с расчетами источников тепла, обусловленных вихревыми потоками планетарных волн, были рассчитаны вертикальные градиенты меридиональной и зональной составляющих скоростей приливных движений. Реальная часть произведения суммы квадратов вертикальных градиентов зональной и меридиональной компонент ТП на коэффициент диффузии дает энергию диссипации ТП. Учитывалось также радиационное выхолаживание углекислым газом инфракрасной области на высотах 70-120 км.

С использованием Compaq Visual Fortran версии 6.5 под оболочкой Microsoft Developer Studio была создана компьютерная программа расчета поправок к фоновой температуре и к фоновой циркуляции.

В результате численных экспериментов были построены широтно-высотные изолинии и рельефы поправок к фоновой температуре и фоновой циркуляции, обусловленные ТП, распространяющимися в средней атмосфере, для всех месяцев года.

Максимальное значение поправок к фоновой температуре за счет воздействия ТП достигает +60 градусов на высотах нижней термосферы (h = 120-130 km).

Максимальные значения поправок к меридиональной и вертикальной скорости ветра достигают 5-10 м/с и 10-50 см/с соответственно на высотах нижней термосферы.