ЛИНЕЙНЫЙ МЕХАНИЗМ ГЕНЕРАЦИИ И ИНТЕНСИФИКАЦИИ ВНУТРЕННИХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН В ИОНОСФЕРЕ ПРИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С НЕОДНОРОДНЫМ ЗОНАЛЬНЫМ ВЕТРОМ. 2. ГЕНЕРАЦИЯ И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ВНУТРЕННИХ ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН НА ЛИНЕЙНОЙ СТАДИИ ЭВОЛЮЦИИ

摘要

Исследован линейный механизм генерация и дальнейшей интенсификации внутренних гравитационных волн (ВГВ) в устойчиво-стратифицированной диссипативной ионосфере в присутствии неоднородного зонального ветра (сдвигового течения). В случае сдвиговых течений операторы линейных задач являются несамосопряженными, а соответствующие собственные функции – неортогональными, поэтому канонически-модальный подход мало пригоден при изучении таких движений. Более адекватным является применение так называемого немодального исчисления. На основе немодального подхода получены динамические уравнения и уравнения переноса энергии ВГВ возмущений в ионосфере со сдвиговым течением. Найдены точные аналитические решения построенных динамических уравнений. Определен инкремент нарастания сдвиговой неустойчивости ВГВ. Выявлено, что усиление ВГВ возмущений со временем протекает не экспоненциально, а алгебраически-степенным образом. Анализируется эффективность линейного механизма усиления ВГВ при взаимодействии с неоднородным зональным ветром. Показано, что ВГВ эффективно черпают энергию сдвигового течения на линейной стадии эволюции и существенно увеличивают (на порядок) свою амплитуду и энергию. Частота и волновой вектор генерируемых ВГВ мод зависят от времени, поэтому в ионосфере со сдвиговым течением образуется широкий спектр волновых возмущений, обусловленный не нелинейным-турбулентным, а линейными эффектами. Тем самым, появляются новая степень свободы системы и возможность образования турбулентного состояния атмосферно-ионосферных слоев на ВГВ возмущениях.