Published December 31, 2003 | Version v1
Publication Open

Equatorial F-region plasma depletion drifts: latitudinal and seasonal variations

Creators

  • 1. National Institute for Space Research
  • 2. Universidade do Vale do Paraíba

Description

Abstract. The equatorial ionospheric irregularities have been observed in the past few years by different techniques (e.g. ground-based radar, digisonde, GPS, optical instruments, in situ satellite and rocket instrumentation), and its time evolution and propagation characteristics can be used to study important aspects of ionospheric dynamics and thermosphere-ionosphere coupling. At present, one of the most powerful optical techniques to study the large-scale ionospheric irregularities is the all-sky imaging photometer system, which normally measures the strong F-region nightglow 630 nm emission from atomic oxygen. The monochromatic OI 630 nm emission images usually show quasi-north-south magnetic field-aligned intensity depletion bands, which are the bottomside optical signatures of large-scale F-region plasma irregularities (also called plasma bubbles). The zonal drift velocities of the plasma bubbles can be inferred from the space-time displacement of the dark structures (low intensity regions) seen on the images. In this study, images obtained with an all-sky imaging photometer, using the OI 630 nm nightglow emission, from Cachoeira Paulista (22.7° S, 45° W, 15.8° S dip latitude), Brazil, have been used to determine the nocturnal monthly and latitudinal variation characteristics of the zonal plasma bubble drift velocities in the low latitude (16.7° S to 28.7° S) region. The east and west walls of the plasma bubble show a different evolution with time. The method used here is based on the western wall of the bubble, which presents a more stable behavior. Also, the observed zonal plasma bubble drift velocities are compared with the thermospheric zonal neutral wind velocities obtained from the HWM-90 model (Hedin et al., 1991) to investigate the thermosphere-ionosphere coupling. Salient features from this study are presented and discussed.Key words. Ionosphere (ionosphere-atmosphere interactions; ionospheric irregularities; instruments and techniques)

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة. لوحظت عدم انتظامات الغلاف الأيوني الاستوائي في السنوات القليلة الماضية من خلال تقنيات مختلفة (مثل الرادار الأرضي، و digisonde، و GPS، والأدوات البصرية، وأجهزة الأقمار الصناعية والصواريخ في الموقع)، ويمكن استخدام خصائص تطورها وانتشارها الزمني لدراسة الجوانب المهمة لديناميكيات الغلاف الأيوني واقتران الغلاف الحراري والغلاف الأيوني. في الوقت الحاضر، واحدة من أقوى التقنيات البصرية لدراسة عدم انتظام الغلاف الأيوني على نطاق واسع هو نظام مقياس الضوء التصويري للسماء، والذي يقيس عادة انبعاث ضوء الليل القوي في منطقة F 630 نانومتر من الأكسجين الذري. عادةً ما تُظهر صور انبعاث OI 630 نانومتر أحادية اللون نطاقات استنفاد شدة محاذاة للمجال المغناطيسي شبه الشمالي، وهي التواقيع البصرية على الجانب السفلي لمخالفات البلازما واسعة النطاق في منطقة F (وتسمى أيضًا فقاعات البلازما). يمكن الاستدلال على سرعات انحراف المنطقة لفقاعات البلازما من إزاحة الزمكان للهياكل المظلمة (المناطق منخفضة الكثافة) التي تظهر على الصور. في هذه الدراسة، تم استخدام الصور التي تم الحصول عليها باستخدام مقياس ضوئي للتصوير في السماء بالكامل، باستخدام انبعاث الشفق الليلي OI 630 نانومتر، من Cachoeira Paulista (22.7درجة جنوبا، 45 درجة غربا، 15.8درجة جنوبا)، البرازيل، لتحديد خصائص التباين الليلي الشهري والعرضي لسرعات انجراف فقاعة البلازما في منطقة خط العرض المنخفض (16.7درجة جنوبا إلى 28.7درجة جنوبا). تُظهر الجدران الشرقية والغربية لفقاعة البلازما تطورًا مختلفًا مع مرور الوقت. تعتمد الطريقة المستخدمة هنا على الجدار الغربي للفقاعة، والذي يقدم سلوكًا أكثر استقرارًا. أيضًا، تتم مقارنة سرعات انجراف فقاعة البلازما النطاقية المرصودة بسرعات الرياح المتعادلة في المناطق الحرارية التي تم الحصول عليها من نموذج HWM -90 (Hedin et al.، 1991) للتحقيق في اقتران الغلاف الحراري والغلاف الأيوني. يتم تقديم السمات البارزة من هذه الدراسة ومناقشتها. الكلمات الرئيسية. الغلاف الأيوني (تفاعلات الغلاف الأيوني والغلاف الجوي ؛ مخالفات الغلاف الأيوني ؛ الأدوات والتقنيات)

Translated Description (French)

Résumé. Les irrégularités ionosphériques équatoriales ont été observées au cours des dernières années par différentes techniques (par exemple, radar au sol, digisonde, GPS, instruments optiques, instrumentation de satellite et de fusée in situ), et ses caractéristiques d'évolution et de propagation dans le temps peuvent être utilisées pour étudier des aspects importants de la dynamique ionosphérique et du couplage thermosphère-ionosphère. À l'heure actuelle, l'une des techniques optiques les plus puissantes pour étudier les irrégularités ionosphériques à grande échelle est le système de photomètre d'imagerie du ciel entier, qui mesure normalement la forte émission de 630 nm de la lumière nocturne de la région F à partir de l'oxygène atomique. Les images d'émission monochromatiques OI 630 nm montrent généralement des bandes d'intensité alignées sur le champ magnétique quasi-nord-sud, qui sont les signatures optiques inférieures des irrégularités plasmatiques à grande échelle de la région F (également appelées bulles de plasma). Les vitesses de dérive zonale des bulles de plasma peuvent être déduites du déplacement spatio-temporel des structures sombres (régions de faible intensité) vues sur les images. Dans cette étude, des images obtenues avec un photomètre d'imagerie du ciel entier, à l'aide de l'émission nocturne OI 630 nm, de Cachoeira Paulista (22,7° S, 45° W, 15,8° S dip latitude), au Brésil, ont été utilisées pour déterminer les caractéristiques de variation nocturne mensuelle et latitudinale des vitesses de dérive des bulles de plasma zonales dans la région de basse latitude (16,7° S à 28,7° S). Les parois est et ouest de la bulle de plasma montrent une évolution différente avec le temps. La méthode utilisée ici est basée sur la paroi ouest de la bulle, qui présente un comportement plus stable. En outre, les vitesses de dérive des bulles de plasma zonales observées sont comparées aux vitesses du vent neutre zonal thermosphérique obtenues à partir du modèle HWM-90 (Hedin et al., 1991) pour étudier le couplage thermosphère-ionosphère. Les principales caractéristiques de cette étude sont présentées et discutées. Mots clés. Ionosphère (interactions ionosphère-atmosphère ; irrégularités ionosphériques ; instruments et techniques)

Translated Description (Spanish)

Resumen. Las irregularidades ionosféricas ecuatoriales se han observado en los últimos años mediante diferentes técnicas (por ejemplo, radar terrestre, digisonde, GPS, instrumentos ópticos, instrumentación in situ de satélites y cohetes), y sus características de evolución temporal y propagación se pueden utilizar para estudiar aspectos importantes de la dinámica ionosférica y el acoplamiento termosfera-ionosfera. En la actualidad, una de las técnicas ópticas más potentes para estudiar las irregularidades ionosféricas a gran escala es el sistema de fotómetro de imágenes de todo el cielo, que normalmente mide la fuerte emisión de 630 nm de brillo nocturno de la región F del oxígeno atómico. Las imágenes monocromáticas de emisión de OI 630 nm generalmente muestran bandas de agotamiento de intensidad alineadas con el campo magnético cuasi-norte-sur, que son las firmas ópticas inferiores de las irregularidades del plasma de la región F a gran escala (también llamadas burbujas de plasma). Las velocidades de deriva zonal de las burbujas de plasma se pueden inferir a partir del desplazamiento espacio-temporal de las estructuras oscuras (regiones de baja intensidad) que se ven en las imágenes. En este estudio, las imágenes obtenidas con un fotómetro de imágenes de todo el cielo, utilizando la emisión de brillo nocturno OI 630 nm, de Cachoeira Paulista (22.7° S, 45° W, 15.8° S de latitud de inmersión), Brasil, se han utilizado para determinar las características de variación nocturna mensual y latitudinal de las velocidades de deriva de la burbuja de plasma zonal en la región de baja latitud (16.7° S a 28.7° S). Las paredes este y oeste de la burbuja de plasma muestran una evolución diferente con el tiempo. El método utilizado aquí se basa en la pared occidental de la burbuja, que presenta un comportamiento más estable. Además, las velocidades de deriva de la burbuja de plasma zonal observadas se comparan con las velocidades del viento neutro zonal termosférico obtenidas del modelo HWM-90 (Hedin et al., 1991) para investigar el acoplamiento termosfera-ionosfera. Se presentan y discuten las características más destacadas de este estudio. Palabras clave. Ionosfera (interacciones ionosfera-atmósfera; irregularidades ionosféricas; instrumentos y técnicas)

Files

angeo-21-2315-2003.pdf.pdf

Files (727.7 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9be6d8176482b0bceda4158e6fe795ef
727.7 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
انحرافات استنزاف البلازما في المنطقة F الاستوائية: الاختلافات العرضية والموسمية
Translated title (French)
Dérives d'appauvrissement plasmatique de la région F équatoriale : variations latitudinales et saisonnières
Translated title (Spanish)
Derivaciones de agotamiento del plasma de la región F ecuatorial: variaciones latitudinales y estacionales

Identifiers

Other
https://openalex.org/W1992690418
DOI
10.5194/angeo-21-2315-2003

Is supplement to
https://openalex.org/W812145765 (Other)
https://openalex.org/W4388308075 (Other)
https://openalex.org/W2375815156 (Other)
https://openalex.org/W2098122843 (Other)
https://openalex.org/W2094618065 (Other)
https://openalex.org/W2083993083 (Other)
https://openalex.org/W2066228382 (Other)
https://openalex.org/W2040728217 (Other)
https://openalex.org/W2001720900 (Other)
https://openalex.org/W1582676179 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1973497600
  • https://openalex.org/W1987231695
  • https://openalex.org/W1988639830
  • https://openalex.org/W1989873514
  • https://openalex.org/W1990370152
  • https://openalex.org/W2002984248
  • https://openalex.org/W2006734694
  • https://openalex.org/W2012831031
  • https://openalex.org/W2015152915
  • https://openalex.org/W2020185375
  • https://openalex.org/W2020259996
  • https://openalex.org/W2032939365
  • https://openalex.org/W2038596775
  • https://openalex.org/W2055311772
  • https://openalex.org/W2057799170
  • https://openalex.org/W2058631069
  • https://openalex.org/W2061062799
  • https://openalex.org/W2062490495
  • https://openalex.org/W2071645842
  • https://openalex.org/W2089042804
  • https://openalex.org/W2092277437
  • https://openalex.org/W2092290618
  • https://openalex.org/W2107682883
  • https://openalex.org/W2109139688
  • https://openalex.org/W2113308987
  • https://openalex.org/W2128414672
  • https://openalex.org/W755257062