- PII
- S3034500625060095-1
- DOI
- 10.7868/S3034500625060095
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 71 / Issue number 6
- Pages
- 855-865
- Abstract
- The process of propagation and disintegration of long weakly nonlinear acoustic-gravity waves in the upper atmosphere is investigated. A direct numerical solution of the hydrodynamic equations for atmospheric gas is performed using a high-resolution model. Comparison of the results of these numerical simulations with the results of the analysis of the system of hydrodynamic equations based on the KdV-Burgers equation derived in the first part of this work for atmospheric layers showed fairly good agreement. The preferred heights near which AGWs can destroy approximately correspond to the heights of the change in the sign of the horizontal velocity in the wave. The parameters of small-scale solitary secondary waves formed in simulations using full hydrodynamic equations are in good agreement with the estimates based on the analysis of the KdV-Burgers equation. The latter equation does not describe the propagation of secondary waves over time into other atmospheric layers, as well as oscillations, tilts and deformation of the layered structure created by the primary wave, due to the approximations used in deriving the KdV-Burgers equation.
- Keywords
- уравнения гидродинамики солитоны акустико-гравитационные волны верхняя атмосфера
- Date of publication
- 02.03.2026
- Year of publication
- 2026
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 42
References
- 1. Кшевецкий С.П., Курдяева Ю.А., Гаврилов Н.М., Куличков С.Н. Солитонное разрушение акустико-гравитационных волн в атмосфере: 1. Уравнение КдВ-Бюргерса // Акуст. журн. 2025. Т. 71. № 5.
- 2. Кшевецкий С.П., Курдяева Ю.А., Гаврилов Н.М. Волны в тяжелом стратифицированном газе: подзадачи для акустических и для внутренних гравитационных волн // Акуст. журн. 2024. Т. 70. C. 891–906.
- 3. Burgers J.M. A Mathematical Model Illustrating the Theory of Turbulence. In: Advances in Applied Mechanics, 1948.
- 4. Bona J.L., Schonbek M.E. Travelling wave solutions th the Korteweg-de Vries-Burgers equation // Proc. Roy. Soc. Edinburg. 1985. V. 101(A). P. 207–226.
- 5. Наумкин П.И., Шишмарев И.А. Задача о распаде ступеньки для уравнения Кортевега-де Фриза-Бюргерса // Функц. анализ и его прил. 1991. Т. 25. № 1. С. 21–32.
- 6. Гаврилов Н.М., Кшевецкий С.П. Численное моделирование распространения нелинейных акустико-гравитационных волн в средней и верхней атмосфере // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2014. T. 50. № 1. С. 76–83.
- 7. Кшевецкий С.П. Численное моделирование нелинейных внутренних гравитационных волн // Журн. выч. матем. и матем. физики. 2001. Т. 41. № 12. С. 1844–1859.
- 8. Kshevetskii S.P. Analytical and numerical investigation of nonlinear internal gravity waves // Nonlinear Processes in Geophysics. 2001. No 8. P. 37–53.
- 9. Kshevetskii S.P. Internal gravity waves in nonexponentially density-stratified fluids // Comp. Math. Math. Phys. 2002. V. 42(10). P. 1510–1521.
- 10. Kshevetskii S.P., Gavrilov N.M. Vertical propagation, breacking, and effects of nonlinear gravity waves in the atmosphere // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2005. V. 67. P. 1014–1030.
- 11. Picone J.M., Hedin A.E., Drob D.P., Aikin A.C. NRLMSISE-00 Empirical model of the atmosphere: statistical comparisons and scientific Issues // J. Geophys. Res. 2002. V. 107(A12). P. 1468.
- 12. Кикоин И.К. Таблицы физических величин: Справочник. Издательство: Атомиздат, 1976, 480 c.
- 13. Gavrilov N.M., Kshevetskii S.P., Koval A.V. Decay times of atmospheric acoustic–gravity waves after deactivation of wave forcing // Atmos. Chem. Phys. 2022. V.22. P. 13713–13724.
- 14. Chunchuzov I.P. On the high-wavenumber form of the Eulerian internal wave spectrum in the atmosphere // J. Atmosph. Sci. 2002. V. 59. P. 1753–1772.
- 15. Чунчузов И.П., Куличков С.Н., Попов О.E., Перепелкин В.Г., Фирстов П.П. Восстановление тонкой слоистой структуры стратосферы и нижней термосферы с помощью инфразвукового зондирования // Известия РАН. Серия физическая. 2015. Т. 79. № 10. С. 1381–1385.
