Mareas y ondas planetarias en la termósfera superior
Los procesos dinámicos en la atmósfera superior pueden describirseefectivamente en términos de mareas y ondas de distintos periodos. Losactuales modelos de aereas para la termósfera superior, recurren confrecuencia a bases de datos del hemisferio norte para su calibración,extrapolando sus resultados al hesisferio sur, y no tienen en cuente lasvariaciones longitudinales. Por otra parte, la presencia de las ondasplanetarias, con estructuras espaciales globales y bajas frecuencias,permitiría explicar las variaciones de corto y mediano plazo que seobservan en la ionósfera. Los objetivos principales del presente trabajoson estudiar los aspectos estacionales y longitudinales de las áreas delviento meridional termosférico y detectar e identificar la posiblepresencia de ondas planetarias, que aún no han sido observadas en latermósfera superior. Finalmente se desarrolla una propuesta teórica nuevapara explicar la posible existencia de estas ondas, recurriendo alformaliseo del GLM (Generalized Mean Lagrangian - Andrews y McIntyre,l978a, b), ya que diversos autores, a traves de las teorias clásicas, hanconsiderado su existencia como poco probable. Para alcanzar estos objetivos se implementa un método para estimarel viento meridional termosférico a partir de datos horarios desondadores ionosféricos, dado que las técnicas más sofisticadas deobservación no poseen la resolución espacial y temporal para lograrlos,en particular debido a su presencia casi nula en el hemisferio sur. Seutiliza a tal fin la altura del máximo de densidad electrónica que actúacoso tratador de la dinámica. Se recurre al Servo-Modelo de la Capa F2 de Risbeth (Rishbeth et al., 1978). Con este método se evalúa el vientomeridional termosférico en forma horaria para una red de sondadoresionosféricos ubicados en latitudes medias en ambos hemisferios, durantetodo 1984. La utilización de bases de datos diarias, con datos cada hora,para todos los días de un año, no tiene antecedentes a nivel de latermósfera. El Capítulo I introduce los conceptos de Aeronomia necesarios paracomprender los procesos físico-químicos del sistema termósfera-ionósfera. Asimismo se presenta el estado actual de las investigaciones de latermosfera superior y la ionósfera, tanto a nivel experimental comoteórico, a fin de indicar los éxitos alcanzados y dificultades que seenfrentan. En el Capitulo II se introduce, a partir del Servo-Modelo de la Capa F2, el modelo de estimación del viento meridional termosférico. Sepresentan sus características y se compara con otros modelos recientes. Se presentan los valores horarios medios mensuales de los vientos y selos compara con resultados de modelos empíricos. Se analiza sucomportamiento estacional, y se discuten los efectos de los procesoselectrodináicos inducidos en el plasma ionosférico por las fluctuacionesdel campo magnético terrestre. En el Capitulo III se presenta la Teoría Clásica de Mareas (Chapman y Lindzen, 1970), asi como los desarrollos posteriores. Seanaliza el comportamiento espectral de los vientos meridionales,comparando entre sí los resultados de las distintas estaciones. Acontinuación se presentan las mareas diurnas, semidiurnas y teridiurnasmensuales medias y se discute su comportamiento estacional, longitudinale interhemisférico, comparandolas con pronósticos de distintos modelosteóricos y empiricos. El Capitulo lV se inicia con el estudio de la variabilidad de lasmareas diurnas y semidiurnas. A partir de estas se detecta uncomportamiento de modulación de las amplitudes de mareas. Del estudio delas frecuencias de modulación, recurriendo a conceptos de no-linealidaddesarrollados reciente-ente, se detereina si las bandas de frecuenciaobtenidas en la termósfera coinciden con las observadas en las regionesinferiores de la atmósfera. Finalmente, se estudian las característicasespaciales de estas ondas, a fin de detereinar si son de orden local oglobal. La confirmación de una existencia global y simultanea confirma laexistencia de ondas de tipo planetario en esta región de la atmósfera. En el Capitulo V se hace una breve reseña de la teória de losprocesos que generan estas ondas en las distintas regiones de laatmósfera. Sin embargo diversos autores habían considerado la existenciade ondas planetarias en la termósfera superior poco probable. Se recurreal formalismo GLM para explicar la propagación de las ondas planetariasen la termósfera superior, cono una causa que permita justificar suexistencia en esta región. Se postulan tres mecanismos posibles quepuedan generar este fenómeno. Por diversos motivos se descartan los dosprimeros. Finalmente se recurre a un modelo numérico para comprobar latercera hipótesis, que postula que perturbaciones tridimensionales de losforzantes pueden generar este fenómeno. Al llevar adelante una serie deexperimentos numéricos bajo condiciones realistas de termósfera secomprueba que este efectivamente es un mecanismo válido. En el Capitulo VI se sintetizan los resultados, originalesalcanzados en el transcurso de estas investigaciones y se proponendiversas areas de desarrollo a partir de estos.
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis biblioteca |
| Language: | spa |
| Published: |
Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
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| Online Access: | https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n2386_Canziani http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n2386_Canziani_oai |
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| Summary: | Los procesos dinámicos en la atmósfera superior pueden describirseefectivamente en términos de mareas y ondas de distintos periodos. Losactuales modelos de aereas para la termósfera superior, recurren confrecuencia a bases de datos del hemisferio norte para su calibración,extrapolando sus resultados al hesisferio sur, y no tienen en cuente lasvariaciones longitudinales. Por otra parte, la presencia de las ondasplanetarias, con estructuras espaciales globales y bajas frecuencias,permitiría explicar las variaciones de corto y mediano plazo que seobservan en la ionósfera. Los objetivos principales del presente trabajoson estudiar los aspectos estacionales y longitudinales de las áreas delviento meridional termosférico y detectar e identificar la posiblepresencia de ondas planetarias, que aún no han sido observadas en latermósfera superior. Finalmente se desarrolla una propuesta teórica nuevapara explicar la posible existencia de estas ondas, recurriendo alformaliseo del GLM (Generalized Mean Lagrangian - Andrews y McIntyre,l978a, b), ya que diversos autores, a traves de las teorias clásicas, hanconsiderado su existencia como poco probable. Para alcanzar estos objetivos se implementa un método para estimarel viento meridional termosférico a partir de datos horarios desondadores ionosféricos, dado que las técnicas más sofisticadas deobservación no poseen la resolución espacial y temporal para lograrlos,en particular debido a su presencia casi nula en el hemisferio sur. Seutiliza a tal fin la altura del máximo de densidad electrónica que actúacoso tratador de la dinámica. Se recurre al Servo-Modelo de la Capa F2 de Risbeth (Rishbeth et al., 1978). Con este método se evalúa el vientomeridional termosférico en forma horaria para una red de sondadoresionosféricos ubicados en latitudes medias en ambos hemisferios, durantetodo 1984. La utilización de bases de datos diarias, con datos cada hora,para todos los días de un año, no tiene antecedentes a nivel de latermósfera. El Capítulo I introduce los conceptos de Aeronomia necesarios paracomprender los procesos físico-químicos del sistema termósfera-ionósfera. Asimismo se presenta el estado actual de las investigaciones de latermosfera superior y la ionósfera, tanto a nivel experimental comoteórico, a fin de indicar los éxitos alcanzados y dificultades que seenfrentan. En el Capitulo II se introduce, a partir del Servo-Modelo de la Capa F2, el modelo de estimación del viento meridional termosférico. Sepresentan sus características y se compara con otros modelos recientes. Se presentan los valores horarios medios mensuales de los vientos y selos compara con resultados de modelos empíricos. Se analiza sucomportamiento estacional, y se discuten los efectos de los procesoselectrodináicos inducidos en el plasma ionosférico por las fluctuacionesdel campo magnético terrestre. En el Capitulo III se presenta la Teoría Clásica de Mareas (Chapman y Lindzen, 1970), asi como los desarrollos posteriores. Seanaliza el comportamiento espectral de los vientos meridionales,comparando entre sí los resultados de las distintas estaciones. Acontinuación se presentan las mareas diurnas, semidiurnas y teridiurnasmensuales medias y se discute su comportamiento estacional, longitudinale interhemisférico, comparandolas con pronósticos de distintos modelosteóricos y empiricos. El Capitulo lV se inicia con el estudio de la variabilidad de lasmareas diurnas y semidiurnas. A partir de estas se detecta uncomportamiento de modulación de las amplitudes de mareas. Del estudio delas frecuencias de modulación, recurriendo a conceptos de no-linealidaddesarrollados reciente-ente, se detereina si las bandas de frecuenciaobtenidas en la termósfera coinciden con las observadas en las regionesinferiores de la atmósfera. Finalmente, se estudian las característicasespaciales de estas ondas, a fin de detereinar si son de orden local oglobal. La confirmación de una existencia global y simultanea confirma laexistencia de ondas de tipo planetario en esta región de la atmósfera. En el Capitulo V se hace una breve reseña de la teória de losprocesos que generan estas ondas en las distintas regiones de laatmósfera. Sin embargo diversos autores habían considerado la existenciade ondas planetarias en la termósfera superior poco probable. Se recurreal formalismo GLM para explicar la propagación de las ondas planetariasen la termósfera superior, cono una causa que permita justificar suexistencia en esta región. Se postulan tres mecanismos posibles quepuedan generar este fenómeno. Por diversos motivos se descartan los dosprimeros. Finalmente se recurre a un modelo numérico para comprobar latercera hipótesis, que postula que perturbaciones tridimensionales de losforzantes pueden generar este fenómeno. Al llevar adelante una serie deexperimentos numéricos bajo condiciones realistas de termósfera secomprueba que este efectivamente es un mecanismo válido. En el Capitulo VI se sintetizan los resultados, originalesalcanzados en el transcurso de estas investigaciones y se proponendiversas areas de desarrollo a partir de estos. |
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