@PhDThesis{Tiwari:2015:InAp,
author = "Tiwari, Babu Ram",
title = "Atmospheric-ionospheric disturbances in the MLT region during
convective climate: an integrated approach",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2015",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2015-11-05",
keywords = "tropospheric convection, acoustic gravity waves, gravity waves,
ionosphere, simulations and observations, convec{\c{c}}{\~a}o
troposf{\'e}rica, ondas de gravidade ac{\'u}stica, ondas de
gravidade, ionosfera, simula{\c{c}}{\~o}es e
observa{\c{c}}{\~o}es.",
abstract = "The Mesosphere-Lower-Thermosphere (MLT) region of the atmosphere
in the 70-140 km altitude hosts varieties of
atmospheric-ionospheric disturbances, owing to its coupling with
the lower atmosphere through the acoustic-gravity waves (AGWs).
These waves are launched during the tropospheric convection
involving convective instability (CI) which is a key process
during the convective climate in determining the meteorological
and weather conditions. The objective of my thesis is to develop
an integrated theoretical framework that includes cause and
effects from troposphere to MLT region. This objective will be
pursued by addressing three topics: (1) Troposphere convection
dynamics, (2) Generation and propagation of AGWs arising from the
convection, and (3) Subsequent atmospheric-ionospheric
disturbances (AIDs) in the MLT region. In the first step, I
propose to develop a new simulation model for the tropospheric
convection that includes the diabatic and adiabatic dynamics
desired during weak and strong environmental lapse rates. In the
second step, the AGWs model developed by Kherani et al. (2012)
will be integrated with the first step. In the third step, an
ionospheric model will be developed and integrated with the first
two steps. With this integrated model, I propose to study the
following aspects: (i) CI associated lapse rate variation in the
troposphere, (ii) simulation of OH airglow ripples and descending
sodium (Na) density quasi-periodic (QP) disturbances in the MLT
region, (iii) simulation of QP disturbances in the lower and upper
E region, (iv) QP disturbances in the electrojet. All these
aspects will be examined for the tropical/equator-low-latitude
atmosphere-ionosphere and the simulation results will be compared
with the observations from previous studies. RESUMO: O intervalo
do perfil vertical da atmosfera entre 70 e 140 km de altitude, que
compreende a regi{\~a}o da mesosfera e baixa termosfera (MLT, na
sigla em Ingl{\^e}s), abriga uma variedade de dist{\'u}rbios
ionosf{\'e}ricos e atmosf{\'e}ricos provocados pelo acoplamento
dessa regi{\~a}o com a baixa atmosfera que se d{\`a}
atrav{\'e}s de ondas de gravidade ac{\'u}sticas. Essas ondas
s{\~a}o geradas em decorr{\^e}ncia de convec{\c{c}}{\~o}es
troposf{\'e}ricas associadas {\`a}s instabilidades convectivas
que s{\~a}o consideradas na determina{\c{c}}{\~a}o das
condi{\c{c}}{\~o}es meteorol{\'o}gicas e clim{\'a}ticas. O
objetivo desta tese {\'e} desenvolver um arcabou{\c{c}}o
te{\'o}rico integrado que inclui causa e efeitos da troposfera
para a regi{\~a}o MLT. Este objetivo ser{\'a} perseguido ao
abordarmos tr{\^e}s t{\'o}picos: (1) a din{\^a}mica das
convec{\c{c}}{\~o}es troposf{\'e}ricas, (2) gera{\c{c}}{\~a}o
e propaga{\c{c}}{\~a}o de ondas de gravidades ac{\'u}sticas em
decorr{\^e}ncia da convec{\c{c}}{\~a}o, e (3) dist{\'u}rbios
atmosf{\'e}ricos-ionosf{\'e}ricos subsequentes (AIDs, na sigla
em Ingl{\^e}s) presentes na regi{\~a}o MLT. Como primeiro passo,
propomos desenvolver um novo modelo de simula{\c{c}}{\~a}o para
convec{\c{c}}{\~a}o troposf{\'e}rica que inclui as
din{\^a}micas diab{\'a}ticas e adiab{\'a}ticas relativas
{\`a}s taxas de lapso ambiental fracas e fortes. A seguir,
integramos o modelo de ondas de gravidade ac{\'u}stica
desenvolvido por Kherani et al. (2012) {\'e} integrado ao
primeiro passo. Posteriormente, adicionamos um modelo
ionosf{\'e}rico aos dois primeiros. Com esse modelo acoplado,
propomos estudar os seguintes aspectos: (i) associa{\c{c}}{\~a}o
entre instabilidades convectivas e taxas de lapso ambiental, (ii)
simula{\c{c}}{\~a}o de ondula{\c{c}}{\~o}es na emiss{\~a}o de
aeroluminesc{\^e}ncia da hidroxila e dist{\'u}rbios
quase-peri{\'o}dicos na densidade do s{\'o}dio, (iii)
simula{\c{c}}{\~a}o de dist{\'u}rbios quase-peri{\'o}dicos na
base e no topo da camada E, (iv) dist{\'u}rbios
quase-peri{\'o}dicos no eletrojato. Todos esses aspectos
ser{\~a}o examinados para o sistema atmosfera-ionosfera das
regi{\~o}es tropical, equatorial e de baixas latitudes, de modo
que os resultados das simula{\c{c}}{\~o}es ser{\~a}o comparados
com observa{\c{c}}{\~o}es reportadas na literatura.",
committee = "Alves, Maria Virg{\'{\i}}nia (presidente) and Kherani, Esfhan
Alam (orientador) and Paula, Eurico Rodrigues de (orientador) and
Sobral, Jos{\'e} Humberto Andrade (orientador) and Gobbi, Delano
and Koga, Daiki and Balan, Nanan and Nogueira, Paulo Alexandre
Bronzato",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Dist{\'u}rbios atmosf{\'e}ricos-ionosf{\'e}ricos na regi{\~a}o
MLT durante a ocorr{\^e}ncia de fen{\^o}menos clim{\'a}ticos
convectivos: uma abordagem integrada",
language = "en",
pages = "159",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3KK4Q3S",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3KK4Q3S",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}