Многолетние изменения температуры и волновой активности в области мезопаузы по наблюдениям в Звенигороде

     Многолетние наблюдения характеристик различных областей атмосферы имеют важное значение для понимания климатических изменений, имеющих характер как квазипериодических колебаний, так и многолетних трендов, вызванных естественными процессами или/и антропогенным воздействием. Для длительного мониторинга теплового режима области мезопаузы (80−100 км) широко используются измерения вращательной температуры колебательно-возбужденного гидроксила (ОН*). Излучающий слой ОН* имеет максимум интенсивности на высоте ~87 км и полуширину ~9 км. Средневзвешенная по высоте температура ОН* может быть относительно легко наблюдаться с поверхности Земли в ночное время при ясной погоде. В настоящей работе представляются ее наблюдения на Звенигородской научной станции ИФА им. А.М. Обухова РАН в 2000−2024 гг. Спектральная аппаратура позволяла определять температуру ОН* по ее вращательной структуре в полосе (6-2). Проанализирован температурный ряд, состоящий из 100334 значений 10-минутных измерений. На его основе выполнены оценки многолетнего тренда для среднегодовой (−0.13±0.03 К/год) и среднесезонных (май−июль (−0.18±0.06 К/год) и октябрь−март (−0.10±0.06 К/год)) температур, а также определена их зависимость от солнечной активности. 

     Предполагается, что за охлаждение слоев средней и верхней атмосферы в основном ответственен рост концентрации углекислого газа в атмосфере. Однако модельные вычисления предсказывают, что радиационное охлаждение в области мезопаузы за счет роста углекислого газа не должно быть сильнее −0.1 К/год. Одной из причин расхождения результатов экспериментальных и модельных исследований может быть недооценка долговременных изменений в атмосферной динамике, которая в области мезопаузы определяется в основном волновыми процессами. С этой целью были проанализированы среднегодовые и среднесезонные стандартные отклонения температуры, определенные методом разностной цифровой частотной фильтрации. Рассматриваемые стандартные отклонения позволили оценить многолетний тренд волновой активности в различных диапазонах частот мезомасштабных вариаций, который оказался положительным во всех случаях с величиной, зависимой от частоты вариаций.

     Данная работа выполнена в рамках Госзадания Минобрнауки по темам 125021001819-8 и 17.1.