Tidal activity in the middle atmosphere

Summary

Recent progress in the study of tides in the middle atmosphere ((10÷120) km) includes: i) development of more realistic thermal excitation and numerical simulation models; ii) observational efforts which delineate average seasonal, latitudinal and vertical structures of tides and shorter term variations of these. A survey is presented here of the variation with time and height of atmospheric tides observed at Budrio (45° N, 12° E) in the wind field between 75 and 115 km of altitude during the period 1978–82. Thermal excitation of the tides is mainly due to absorption of solar incident flux by ozone in the stratosphere and water vapour in the troposphere, release of latent heat in clouds, and heat conduction at the ground. The spectral analysis of wind data, obtained at Budrio in a few days of each month of 1978, shows that the semi-diurnal tide is the most easily observable by its regularity and amplitude: consistent amplitudes (around 20 m/s) are recorded in Summer and Winter months at 95 km. The vertical profiles of amplitudes of the diurnal, semi-diurnal and terdiurnal tide observed in zonal winds in some periods of 1979 (January 11–26, March 14–28, July 26–August 4, and September 11–23) demonstrate the great variability of tides not only over a large time scale (seasonal variations) but also on a reduced scale (variations in a few days).

Riassunto

I recenti progressi nello studio delle maree nell'atmosfera media ((10÷120) km), includono i) lo sviluppo di modelli piú realistici di eccitazione termica e modelli di simulazione numerica, ii) osservazioni che delineano strutture medie stagionali, latitudini e verticali di maree nonché le loro variazioni a piú breve periodo. Si presenta qui una rassegna delle variazioni nel tempo e con l'altezza delle maree atmosferiche osservate a Budrio (45° N, 12° E) nel campo dei venti tra 75 e 115 km di quota durante il periodo 1978–1982. La sorgente di eccitazione termica di queste oscillazioni è principalmente l'assorbimento del fluosso di energia solare incidente da parte dell'ozono nella stratosfera e del vapor d'acqua nella troposfera, il rilascio di calore latente nelle nubi, e la conduzione di calore al suolo. L'analisi spettrale dei dati di vento, osservato a Budrio nel corso di alcuni giorni di ogni mese dell'anno 1978, mostra che la marea semidiurna è la componente piú facilmente osservabile per la sua regolarità ed ampiezza: ampiezze consistenti (circa 20 m/s) sono registrate nei mesi estivi ed invernali a 95 km. I profili verticali delle ampiezze delle maree diurna, semidiurna e terdiurna osservate nel campo dei venti zonali in alcuni periodi del 1979 (11–25 gennaio, 14–28 marzo, 26 luglio–4 agosto e 11–23 settembre) mettono in evidenza la grande variabilità delle maree non solo su ampia scala temporale (variazioni stagionali), ma anche su scala ridotta (variazioni nell'arco di alcuni giorni).

Резюме

Недавний прогресс в исследовании приливов в средней атмосфере ((10÷120) км) включает: 1) развитиye более реалистического теплового возбуждения и численных моделей для моделирования; 2) результаты наблюдений, которые описывают усредненные сезонные, щиротные и вертикальные структуры приливов и более краткосрочные изменения этих структур. В работе предлагается обзор изменений во времени и по высоте атмосферных приливов, наблюденные в Будрио (45° N, 12° E) в поле ветров в интервале от 75 до 115 км, в течение 1978–82 г.г. Тепловое возбуждение приливов, в основном, обусловлено поглощением потока солнечной радиации озоном в стратосфере и водяным паром в тропосфере, высвобождением скрытой теплоты в облаках и теплопроводностью на Земле. Спектральный анализ данных для ветра, полученных в Будрио в течение нескольких дней каждого месяца 1978 г., показывает, что полусуточный прилив наиболее легко наблюдается ив-за регулярности и амплитуды: соответствуюшие амплитуды (около 20 м/с) регистрируются в летние и зимние месяцы на высоте 95 км. Вертикальные профили амплитуд суточных, полусуточных и восьмичасовых приливов, наблюденные в зональных ветрах в некоторые периоды 1979 г. (11–26 января, 14–28 марта, 26 июля–4 августа, 11–23 сентября) обнаруживают значительную изменчивость не только на протяжении больщого промежутка времени (сезонные изменения), но с меньщим временным масщтабом (изменения в течение нескольких дней).