Волновые процессы в атмосфере, например, метеорологические бури, научились определять по колебаниям давления на поверхности Земли исследователи Балтийского федерального университета (БФУ) им. Иммануила Канта (Калининград), 10 ноября сообщает пресс-служба Минобрнауки России.

Новый способ поможет получить недостающие данные для прогнозирования погодных явлений и их последствий при недостатке данных из верхних слоев атмосферы.

Конденсация пара или испарение воды в тропосфере, наиболее близком к поверхности Земли слое атмосферы, является энергетическим источником для большинства метеорологических явлений, в том числе метеорологических бурь и тропических циклонов, сопровождаемых сильными грозами, штормовыми ветрами, ливнями. Эти явления генерируют в атмосфере внутренние гравитационные и инфразвуковые волны очень низкой частоты, не улавливаемой человеческим ухом.

Сложность использования волновых процессов в атмосфере для составления прогнозов и компьютерного моделирования состоит в нехватке экспериментальных данных с высот тропосферы. Однако те же процессы вызывают у поверхности Земли колебания атмосферного давления, которые легко регистрируются приборами.

Команда ученых БФУ и их коллег из других российских научных учреждений разработала метод, позволяющий по колебаниям давления на поверхности земли вычислять распространяющиеся в атмосфере инфразвуковые и внутренние гравитационные волны.

С этой целью исследователи сравнили волны от локального источника в тропосфере и волновые колебания давления на поверхности Земли, создаваемые этим источником, и нашли способ, позволяющий при моделировании заменить неизвестный тропосферный источник волн на колебания давления, полученные на поверхности Земли.

Далее на этих данных был построен модифицированный поверхностный источник колебаний, который учитывает, что от тропосферного источника распространяются две волны — вверх и вниз, к поверхности Земли.

При этом вторая волна отражается от земли и снова направляется вверх. Таким образом, волновая картина в атмосфере задается сочетанием двух этих волн.

Ведущий научный сотрудник кафедры физики БФУ доктор физико-математических наук Сергей Кшевецкий пояснил:

«Теперь, используя в расчетах экспериментально регистрируемые изменения давления, можно с большой точностью предсказать волновые колебания в атмосфере от метеорологических бурь, а, следовательно, и спрогнозировать их влияние на атмосферу».

Участие в исследовании приняли также ученые из Западного отделения Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Пушкова РАН (Калининград), Института физики атмосферы им. А. М. Обухова РАН (Москва) и Санкт-Петербургского государственного университета.

Результаты исследования опубликованы в журнале Advances in Space Research.