Рабочее совещание «Структура и динамика верхней мезосферы и нижней термосферы: актуальные задачи, перспективы исследований, возможности кооперации»

5-6 октября 2023 г. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН (ИФА) провел на Высокогорной научной станции ИФА в г. Кисловодске рабочее совещание «Структура и динамика верхней мезосферы и нижней термосферы: актуальные задачи, перспективы исследований, возможности кооперации».

В Совещании приняли участие 6 сотрудников ИФА и 14 приглашенных специалистов из других организаций (Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАН (г. Якутск), Институт прикладной геофизики им. Е. К. Фёдорова Росгидромета (г. Москва),  Институт солнечно-земной физики СО РАН (г. Иркутск), Центральная аэрологическая обсерватория Росгидромета (г. Долгопрудный), Санкт-Петербургский государственный университет (г. Санкт-Петербург), Институт прикладной физики РАН (г. Нижний Новгород), Полярный Геофизический институт (г. Апатиты), Балтийский федеральный ун-т им. И.Канта (г. Калининград), Калининградский Филиал ИЗМИРАН).

Участники заслушали и обсудили 16 докладов, посвященных измерениям характеристик мезопаузы и нижней термосферы (МНТ), моделированию ее физических процессов и взаимодействию различных слоев атмосферы.

Во время обсуждений и последующей дискуссии рассматривались следующие научные вопросы.

1. Использование численных моделей климата, включающих МНТ, для интерпретации/выявления механизмов трендов и долгопериодных изменений температуры в области мезопаузы (быстрое охлаждение с 1950-х до 1970-х гг. и последующее медленное охлаждение, отсутствие «сбоя», аналогичному «сбою» глобального потепления в начале XXI в.).

2. Проведение численных экспериментов с моделями МНТ с использованием граничных условий (на верхней границе стратосферы) из исторических (для ХХ в.) и сценарных (для XXI в.) экспериментов с моделями CMIP

3. Организация координированных наблюдений за характеристиками стратосферы-мезосферы с использованием сети лидаров.

4. Проведение координированных измерительных кампаний с использованием всего имеющегося спектра измерительной аппаратуры (в т.ч. спектральных измерений собственного излучения, лидаров, метеорных радаров) и численных моделей по исследованию как экстраординарных геофизических событий (ВСП, солнечные вспышки, протонные события, вулканические извержения), так и регулярных климатообразующих изменений на поверхности Земли (Арктическая осцилляция, ЭНЮК), имеющих значимый отклик в различных слоях верхней атмосферы с целью понимания совместной динамики верхней, нижней атмосферы, магнитосферы и ионосферы.

По итогам Совещания участники приняли следующую резолюцию:

1. Проведенное совещание способствовало полезному обмену информацией об актуальных исследованиях МНТ в России и стимулировало намерения по усилению кооперации исследований между группами специалистов из разных организаций.

2. Целесообразно сделать аналогичные совещания регулярными, расширяя и географию мест проведения совещаний, и список участвующих организаций. В частности, будет весьма полезным привлечение специалистов по исследованиям верхней атмосферы с помощью метеорных радаров (НПО ТАЙФУН) и лидаров (ИОА СО РАН), а также специалистов по активным воздействиям на ионосферу (ИПФ РАН, ИДГ РАН).

3. Целесообразно создать неформальную межведомственную рабочую группу по обмену информацией и усилению кооперации российских специалистов по МНТ (о базах данных, публикациях, семинарах, конференциях, измерительных кампаниях, быстрому реагированию на события космической погоды, стратосферные потепления и т.п.). Для обмена информацией следует обменяться контактной информацией (эл. почта, телефоны) и рассмотреть предложение о создании телеграм-канала для оперативного обмена информацией. Рабочую группу на начальном этапе составляют участники Совещания. В дальнейшем с помощью рассылки и информации на сайте ИФА предложить заинтересованным российским специалистам по МНТ также включать себя в список Рабочей группы (см. Приложение 2).

4. Целесообразно сформулировать цели и задачи перспективных совместных исследований участников совещания, имеющих важное фундаментальное и прикладное значение для участия в крупных высокобюджетных научных проектах, финансируемых Минобрнауки.

5. По итогам совещания рассмотреть возможность подготовки обзорной статьи по тематике «Актуальные проблемы исследований верхней атмосферы» (рабочее название).

Приложения:

1. Список презентаций

1. В.А. Семенов. Изменения климата нижней и верхней атмосферы.

2. С.Н. Куличков; И.П. Чунчузов; О. Е. Попов; В. Г. Перепелкин; Г. А. Буш. Модель структуры атмосферы в виде «кочана капусты».

3. В.И. Перминов, Н.Н. Перцев, В.А. Семенов, В.А. Суходоев. Направления и результаты исследований эмиссий собственного излучения мезопаузы по спектральным наблюдениям на Звенигородской научной станции ИФА им.А.М. Обухова РАН.

4. Г.А. Гаврильева, П.П. Аммосов, И.И. Колтовской, В.И. Сивцева.  База данных измерения вращательной температуры ОН(6-2) и ОН(3-1) на станции Маймага (63°N, 129.5°E) Института космофизических исследований и аэрономии с 1999 по 2022 г.г.

5. Р.В. Васильев. Результаты и перспективы исследований верхней атмосферы над Байкальской природной территорией.

6. С.В. Николашкин, И.И. Колтовской. Комплексные исследования термодинамического режима верхней атмосферы на якутской меридиональной сети оптических измерений.

7. Н.М. Гаврилов, А.А. Попов. Исследование климатологии мезомасштабных возмущений характеристик ночных эмиссий атмосферы вблизи мезопаузы.

8. А.С. Кириллов. Электронная и колебательная кинетика молекулярных составляющих на высотах высокоширотной нижней термосферы и мезосферы.

9. М.Ю. Куликов. Развитие методов исследования физико-химических процессов в мезосфере — нижней термосфере по данным спутникового зондирования.

10. М.В. Клименко, В.В. Клименко, Ф.С. Бессараб, Т.В. Суходолов, К.Г. Ратовский, Е.В. Розанов¹, О.П. Борчевкина, Ю.А. Курдяева, К.В. Белюченко. Влияние процессов в мезосфере и нижней термосфере на изменчивость параметров вышележащей атмосферы и ионосферы.

11. Н.Н. Перцев, П.А. Далин, В.И. Перминов.  Результаты и перспективы наземной сетевой съемки мезосферных облаков.

12. О.Г. Чхетиани, С.Л. Шалимов, Н.В. Вазаева. Динамика формирования неоднородностей и диффузия в области мезосферы - нижней термосферы.

13. А.Н.Беляев, С.Ш. Николайшвили, А.Н. Омельченко. Предварительные результаты космического эксперимента «Терминатор на МКС».

14. П.Н. Варгин, С.В. Кострыкин, А.В. Коваль, Е.В.Розанов, Т.А.Егоров, C.П Смышляев, Н.Д.Цветкова. Исследование изменений динамических процессов стратосферы Арктики в течение XXI века по расчетам химико-климатической модели SOCOLv4.

15. А.В. Коваль, Н.М. Гаврилов, К.А. Диденко, Т.С. Ермакова, В.Д. Лифарь, А.В.  Соколов. Моделирование динамики средней и верхней атмосферы в переходные фазы КДК.

16. С.П.Кшевецкий. Модель "AtmoSym" для моделирования нелинейных динамических процессов в атмосфере.

2. Список участников совещания и контакты.