Propagation of Pulses of Acoustic Gravity Waves in the Atmosphere and Their Passage Through Layers with the Given Temperature Distribution

N. V. Bakhmetieva; Бахметьева Н. В.; G. I. Grigoriev; Григорьев Г. И.; E. E. Kalinina; Калинина Е. Е.

doi:10.31857/S0207401X23040039

Propagation of Pulses of Acoustic Gravity Waves in the Atmosphere and Their Passage Through Layers with the Given Temperature Distribution

Authors: Bakhmetieva N.V.¹, Grigoriev G.I.¹, Kalinina E.E.¹
Affiliations:
1. Radiophysical Research Institute, Lobachevsky Nizhny Novgorod State University
Issue: Vol 42, No 4 (2023)
Pages: 73-80
Section: Химическая физика атмосферных явлений
URL: https://rjmseer.com/0207-401X/article/view/674881
DOI: https://doi.org/10.31857/S0207401X23040039
EDN: https://elibrary.ru/MVCJAY
ID: 674881

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

As applied to experimental measurements of the parameters of the neutral component in the Earth’s ionosphere, the propagation of quasi-harmonic pulses of acoustic gravity waves (AGWs) of limited duration in an isothermal atmosphere is analyzed. A criterion for weak distortions of impulse signals during their propagation over long distances is obtained. The reflection and refraction of such pulses by atmospheric layers with a parabolic dependence of the equilibrium temperature in them on height are also considered. It is shown that, under certain conditions, AGW pulses can propagate without distortion over long distances.

Keywords

inhomogeneous atmosphere, acoustic gravity waves, AGW pulses, group velocity, dispersion distortion, temperature, reflection and transmission coefficients, artificial periodic inhomogeneities

References

Ламб Г. Гидродинамика. М.: ОГИЗ, 1947.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1956.
Fritts D.C., Alexander M.J. // Rev. Geophys. 2003. V. 41. № 1. P. 1003.
Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973.
Hines C.O. // Can. J. Phys. 1960. V. 38. № 11. C. 1441.
Госсард Э., Хук У. Волны в атмосфере. М.: Мир, 1978.
Morse P.M., Ingard K.U. Theoretical acoustics. New York, London: McGrow Hill Book Company, 1968.
Yeh K.C., Liu C.H. // Rev. Geophys. 1974. V. 12. № 2. P. 193; https://doi.org/10.1029/RG012i002p00193
Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. М.: Физматгиз, 1979.
Келлер Дж.Б., Пападакис Дж.С. Распространение волн и подводная акустика. М.: Мир, 1980.
Бахметьева Н.В., Григорьев Г.И., Калинина Е.Е. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 5. С. 44.
Kshevetski S.P., Kurdyaeva Y.A., Gavrilov N.M. // Atmosphere. 2021. V. 12. № 7. P. 818; https://doi.org/10.3390/atmos12070818
Голубков Г.В., Адамсон С.О., Борчевкина О.П. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 5. С. 531.
Карпов И.В., Борчевкина О.П., Васильев П.А. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 4. С. 63.
Волновые процессы в атмосфере Земли и их влияние на ионосферу / Под ред. акад. Г.А. Жеребцова. М.: ГЕОС, 2020.
Бахметьева Н.В., Жемяков И.Н. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 10. С. 65.
Черногор Л.Ф., Фролов В.Л., Комраков Г.П., Пушин В.Ф. // Изв. вузов. Радиофизика. 2011. Т. 54. № 2. С. 81.
Черногор Л.Ф., Фролов В.Л. // Изв. вузов. Радиофизика. 2013. Т. 56. № 4. С. 219.
Mishin E., Sutton E., Milikh G. et al. // Geophys. Res. Let. 2012. V. 39. L11101; https://doi.org/10.1029/2012GL052004
Chunchuzov I., Kulichkov S., Popov O., Hedlin M. // J. Acoust. Soc. Amer. 2014. V. 135. № 1. P. 38.
Бацына Е.К., Петрухин Н.С., Пелиновский Е.Н. Безотражательное распространение волн в неоднородной сжимаемой атмосфере Земли и Солнца. Нижний Новгород: РАСТР–НН, 2014.
Заславский Ю.М. Излучение сейсмических волн вибрационными источниками. Нижний Новгород: ИПФ, 2007.
Куницын В.Е., Воронцов А.М., Крысанов Б.Ю. // Вестн. МГУ. Сер. 3, Физика, астрономия. 2015. № 6. С. 112.
Беликович В.В., Бенедиктов Е.А., Толмачёва А.В., Бахметьева Н.В. Исследование ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей. Н. Новгород: Изд-во ИПФ РАН, 1999.
Bakhmetieva N.V., Grigoriev G.I., Tolmacheva A.V., Zhemyakov I.N. // Atmosphere. 2019. V. 10. № 8. P. 450.
Митра С.К. Верхняя атмосфера. М.: Изд-во иностр. лит., 1955.
Григорьев Г.И., Толмачева А.В. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 5. С. 91.
Голицын Г.С. // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1965. Т. 1. С. 82.
Pitteway M.L.V., Hines C.O. // Can. J. Phys. 1963. V. 41. P. 1935.
Godin O.A. // J. Acoust. Soc. Amer. 2014. V. 136. № 6. P. EL411.
Харкевич А.А. Спектры и анализ. М.: Физматлит, 1962.