Aerosol Layer of the Lower Thermosphere:
I. Observation against the Earth’s Limb

A. N. Belyaev; Беляев А. Н.; S. Sh. Nikolaishvili; Николайшвили С. Ш.; A. N. Omel’chenko; Омельченко А. Н.; A. Yu. Repin; Репин А. Ю.; M. A. Poluarshinov; Полуаршинов М. А.; Yu. V. Smirnov; Смирнов Ю. В.; A. V. Strakhov; Страхов А. В.; A. G. Batishchev; Батищев А. Г.; V. I. Stasevich; Стасевич В. И.; Yu. V. Platov; Платов Ю. В.

doi:10.31857/S0016794023600400

Aerosol Layer of the Lower Thermosphere: I. Observation against the Earth’s Limb

Authors: Belyaev A.N.¹, Nikolaishvili S.S.¹, Omel’chenko A.N.¹, Repin A.Y.¹, Poluarshinov M.A.², Smirnov Y.V.², Strakhov A.V.³, Batishchev A.G.⁴, Stasevich V.I.³, Platov Y.V.⁵
Affiliations:
1. Fedorov Institute of Applied Geophysics (IPG)
2. Korolev Rocket and Space Corporation Energia (RKK Energia)
3. Scientific Production Enterprise Robis (NPP Robis)
4. National Research Nuclear University Moscow Engineering Physical Institute (MEPhI)
5. Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation (IZMIRAN), Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 63, No 4 (2023)
Pages: 455-466
Section: Articles
URL: https://ruspoj.com/0016-7940/article/view/650998
DOI: https://doi.org/10.31857/S0016794023600400
EDN: https://elibrary.ru/OUCQJQ
ID: 650998

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

During the “Terminator” space experiment on board the International Space Station, a layered
optical structure was discovered in the lower thermosphere. The observations were carried out in the visible
(540 nm) and near infrared (700 and 830 nm) spectral ranges. A brief description of the scientific equipment
is given. This paper presents the results of processing the acquired images, which allowed interpreting them
as images of an aerosol layer that has a planetary scale. Possible variants of the origin of this aerosol formation
are considered.

References

− Бронштэн В.А. Физика метеорных явлений. М.: Наука, 416 с. 1981.
− Гурвич А.С., Воробьёв В.В., Савченко С.А., Пахомов А.И., Падалка Г.И., Шефов Н.Н., Семёнов А.И. Ночное свечение верхней атмосферы в диапазоне 420–530 нм по измерениям на орбитальной станции “Мир” в 1999 г. // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 42. № 4. С. 541–546. 2002.
− Краснопольский В.А. Физика свечения атмосфер планет и комет. М.: Наука, 304 с. 1987.
− Никольский Г.М., Платов Ю.В., Бельмади М., Бутов В.В., Ванярха Е.С., Джанибеков В.А., Кретьен Ж.-Л., Кучми С. Свечение стратосферного слоя, наблюдавшееся на орбитальной станции “Салют-7” // Исследование Земли из космоса. № 6. С. 3–8. 1987.
− Платов Ю.В., Иванов–Холодный Г.С., Платова Г.М., О Гым Ден, Ванярха Е.С. Неоднородная структура эмиссионных слоев ионосферы по фотографическим наблюдениям с борта орбитальной станции “Салют-7” // Космич. исслед. Т. 27. С. 739–747. 1989.
− Семёнов А.И., Платов Ю.В. Собственное свечение верхней атмосферы Земли. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Тематический том 1–3: Ионосферная плазма. С. 164–175. 2008.
− Фишкова Л.М. Ночное излучение среднеширотной верхней атмосферы Земли. Тбилиси: Мецниереба, 272 с. 1983.
− Шефов Н.Н., Семёнов А.И., Хомич В.Ю. Излучение верхней атмосферы – индикатор ее структуры и динамики. М.: ГЕОС, 740 с. 2006.
− Blix T.A. Relations between small scale electron number density fluctuations, radar backscatter, and charged aerosol particles // J. Geophys. Res. V. 108(8). 8450. 2003. https://doi.org/10.1029/2002.JD002430
− Cho J.Y., Rottger J. An updated review of polar mesosphere summer echoes: Observation, theory, and their relationship to noctilucent clouds and subvisible aerosols // J. Geophys. Res. – Atmos. V. 102. № 2. P. 2001–2020. 1997. https://doi.org/10.1029/96.JD02030
− Hervig M.E., Gordley L.L., Deaver L.E., Siskind D.E., Stevens M.H., Russell III J.M., Bailey S.M., Megner L., Bardeen C.G. First satellite observations of meteoric smoke in the middle atmosphere // Geophys. Res. Lett. V. 36. L18805. 2009. https://doi.org/10.1029/2009GL039737
− Kalashnikova O., Horanui M., Thomas G.E., Toon O.B. Meteoric smoke production in the atmosphere // Geophys. Res. Lett. V. 27. P. 3293–3296. 2000.
− Kane T.J., Gardner C.S. Lidar observations of the meteoric deposition of mesospheric metals // Science. V. 259. P. 1297–1300. 1993.
− Koutchmy S., Nikolsky G.M. The night sky from Salyut 7 // Sky and telescope. V. 65(1). P. 23–25. 1983.
− Krassovsky V.I., Shefov N.N., Yarin V.I. Atlas of the airglow spectrum λ 3000–12400 Å // Planet. Space Sci. V. 9. № 12. P. 883–915. 1962.
− Mane P.B., Mane D.B. Study of aerosol vertical distribution during meteor showers of January 2009 // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. V. 213. 105511. 2021.
− Megner L., Rapp V., Gumbel J. Distribution of meteoric smoke – sensitivity to microphysical properties and atmospheric conditions // Atmos. Chem. Phys. V. 6. P. 4415–4426. 2006.
− Plane J.M.C., Feng W., Dawkins E.C.M. The mesosphere and metals: Chemistry and changes // Chem. Rev. V. 115. P. 4497–4541. 2015. https://doi.org/10.1021/cr500501m
− Rapp M., Strelnikova I., Gumbel J. Meteoric smoke particles: Evidence from rocket and radar techniques // Adv. Space Res. V. 40. P. 809–817. 2007.
− Russell J.M., Bailey S.M., Gordley L.L., Rusch D.W., Horányi M., Hervig M.E., Thomas G.E., Randal C.E., Siskind D.E., Stevens M.H., Summers M.E., Taylor M.J., Englert C.R., Espy P.J., McClintock W.E., Merkel A.W. (1 March 2009). “The Aeronomy of Ice in the Mesosphere (AIM) mission: Overview and early science results” // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. V. 71(3–4). P. 289–299. 2009.