Published May 4, 2018 | Version v1
Publication Open

Determination of gravity wave parameters in the airglow combining photometer and imager data

Creators

  • 1. Universidade Federal de Campina Grande
  • 2. National Institute for Space Research

Description

Abstract. Mesospheric airglow measurements of two or three layers were used to characterize both vertical and horizontal parameters of gravity waves. The data set was acquired coincidentally from a multi-channel filter (Multi-3) photometer and an all-sky imager located at São João do Cariri (7.4∘ S, 36.5∘ W) in the equatorial region from 2001 to 2007. Using a least-square fitting and wavelet analysis technique, the phase and amplitude of each observed wave were determined, as well as the amplitude growth. Using the dispersion relation of gravity waves, the vertical and horizontal wavelengths were estimated and compared to the horizontal wavelength obtained from the keogram analysis of the images observed by an all-sky imager. The results show that both horizontal and vertical wavelengths, obtained from the dispersion relation and keogram analysis, agree very well for the waves observed on the nights of 14 October and 18 December 2006. The determined parameters showed that the observed wave on the night of 18 December 2006 had a period of ∼43.8±2.19 min, with the horizontal wavelength of 235.66 ± 11.78 km having a downward phase propagation, whereas that of 14 October 2006 propagated with a period of ∼36.00±1.80 min with a horizontal wavelength of ∼195±9.80 km, and with an upward phase propagation. The observation of a wave taken by a photometer and an all-sky imager allowed us to conclude that the same wave could be observed by both instruments, permitting the investigation of the two-dimensional wave parameter. Keywords. Atmospheric composition and structure (airglow and aurora) – electromagnetics (wave propagation) – history of geophysics (atmospheric sciences)

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

Translated Description (Arabic)

الملخص: تم استخدام قياسات توهج الهواء في الغلاف الجوي المتوسط لطبقتين أو ثلاث طبقات لتمييز كل من المعلمات الرأسية والأفقية لموجات الجاذبية. تم الحصول على مجموعة البيانات عن طريق الصدفة من مقياس ضوئي متعدد القنوات (Multi -3) ومصور للسماء بالكامل يقع في São João do Cariri (7.4 S, 36.5 W) في المنطقة الاستوائية من 2001 إلى 2007. باستخدام تقنية تحليل أقل المربعات المربعة والموجات الصغيرة، تم تحديد طور وسعة كل موجة ملحوظة، بالإضافة إلى نمو السعة. باستخدام علاقة التشتت لموجات الجاذبية، تم تقدير الأطوال الموجية الرأسية والأفقية ومقارنتها بالطول الموجي الأفقي الذي تم الحصول عليه من تحليل الرسم البياني للصور التي تمت ملاحظتها بواسطة مصور السماء بالكامل. تظهر النتائج أن كلا من الأطوال الموجية الأفقية والرأسية، التي تم الحصول عليها من علاقة التشتت وتحليل الكيوغرام، تتفق بشكل جيد للغاية مع الموجات التي لوحظت في ليالي 14 أكتوبر و 18 ديسمبر 2006. أظهرت المعلمات المحددة أن الموجة المرصودة في ليلة 18 ديسمبر 2006 كانت فترة 43.8±2.19 دقيقة، مع الطول الموجي الأفقي 235.66 ± 11.78 كم له انتشار طور هبوطي، في حين أن ذلك في 14 أكتوبر 2006 انتشر بفترة 36.00±1.80 دقيقة بطول موجة أفقي 195±9.80 كم، وبانتشار طور تصاعدي. سمحت لنا مراقبة موجة مأخوذة بواسطة مقياس ضوئي ومصور للسماء كلها باستنتاج أن نفس الموجة يمكن ملاحظتها بواسطة كلا الجهازين، مما يسمح بالتحقيق في معلمة الموجة ثنائية الأبعاد. الكلمات المفتاحية. تكوين وهيكل الغلاف الجوي (التوهج الجوي والشفق) – الكهرومغناطيسية (انتشار الموجة) – تاريخ الجيوفيزياء (علوم الغلاف الجوي)

Translated Description (French)

Résumé. Des mesures de la luminosité atmosphérique mésosphérique de deux ou trois couches ont été utilisées pour caractériser les paramètres verticaux et horizontaux des ondes de gravité. L'ensemble de données a été acquis par coïncidence à partir d'un photomètre à filtre multicanal (Multi-3) et d'un imageur tout ciel situé à São João do Cariri (7,4∘ S, 36,5∘ W) dans la région équatoriale de 2001 à 2007. À l'aide d'une technique d'ajustement par les moindres carrés et d'analyse par ondelettes, la phase et l'amplitude de chaque onde observée ont été déterminées, ainsi que la croissance de l'amplitude. En utilisant la relation de dispersion des ondes de gravité, les longueurs d'onde verticales et horizontales ont été estimées et comparées à la longueur d'onde horizontale obtenue à partir de l'analyse du keogramme des images observées par un imageur tout ciel. Les résultats montrent que les longueurs d'onde horizontales et verticales, obtenues à partir de la relation de dispersion et de l'analyse des kéogrammes, concordent très bien pour les ondes observées dans les nuits du 14 octobre et du 18 décembre 2006. Les paramètres déterminés ont montré que l'onde observée dans la nuit du 18 décembre 2006 avait une période d'environ43,8±2,19 min, la longueur d'onde horizontale de 235,66 ± 11,78 km ayant une propagation de phase descendante, tandis que celle du 14 octobre 2006 s'est propagée avec une période d'environ36,00±1,80 min avec une longueur d'onde horizontale d'environ195±9,80 km, et avec une propagation de phase ascendante. L'observation d'une onde prise par un photomètre et un imageur all-sky nous a permis de conclure que la même onde pouvait être observée par les deux instruments, permettant l'investigation du paramètre de l'onde bidimensionnelle. Mots-clés. Composition et structure de l'atmosphère (lumière de l'air et aurore) – électromagnétique (propagation des ondes) – histoire de la géophysique (sciences de l'atmosphère)

Translated Description (Spanish)

Resumen. Se utilizaron mediciones de luminosidad mesosférica de dos o tres capas para caracterizar los parámetros verticales y horizontales de las ondas de gravedad. El conjunto de datos se adquirió casualmente de un fotómetro de filtro multicanal (Multi-3) y un generador de imágenes de todo el cielo ubicado en São João do Cariri (7.4° S, 36.5° W) en la región ecuatorial de 2001 a 2007. Utilizando una técnica de ajuste por mínimos cuadrados y análisis de ondículas, se determinó la fase y la amplitud de cada onda observada, así como el crecimiento de la amplitud. Utilizando la relación de dispersión de las ondas de gravedad, se estimaron las longitudes de onda vertical y horizontal y se compararon con la longitud de onda horizontal obtenida del análisis del keograma de las imágenes observadas por un generador de imágenes de todo el cielo. Los resultados muestran que tanto las longitudes de onda horizontales como las verticales, obtenidas a partir de la relación de dispersión y el análisis de keogramas, concuerdan muy bien con las ondas observadas en las noches del 14 de octubre y el 18 de diciembre de 2006. Los parámetros determinados mostraron que la onda observada en la noche del 18 de diciembre de 2006 tenía un período de ~43.8±2.19 min, con la longitud de onda horizontal de 235.66 ± 11.78 km con una propagación de fase descendente, mientras que la del 14 de octubre de 2006 se propagó con un período de ~36.00±1.80 min con una longitud de onda horizontal de ~195±9.80 km, y con una propagación de fase ascendente. La observación de una onda tomada por un fotómetro y un generador de imágenes de todo el cielo nos permitió concluir que la misma onda podía ser observada por ambos instrumentos, lo que permitió la investigación del parámetro de onda bidimensional. Keywords. Composición y estructura atmosférica (airglow y aurora) – electromagnetismo (propagación de ondas) – historia de la geofísica (ciencias atmosféricas)

Files

angeo-36-705-2018.pdf.pdf

Files (3.1 MB)

⚠️ 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
md5:8831f059385948cfbeb0668f18174a4d
3.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحديد معلمات موجة الجاذبية في التوهج الهوائي التي تجمع بين بيانات مقياس الضوء والتصوير
Translated title (French)
Détermination des paramètres de l'onde de gravité dans l'airglow combinant les données du photomètre et de l'imageur
Translated title (Spanish)
Determinación de los parámetros de la onda de gravedad en el fotómetro de combinación de la luminiscencia atmosférica y los datos del generador de imágenes

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2802112778
DOI
10.5194/angeo-36-705-2018

Is supplement to
https://openalex.org/W812145765 (Other)
https://openalex.org/W3022799383 (Other)
https://openalex.org/W2791486424 (Other)
https://openalex.org/W271048586 (Other)
https://openalex.org/W2094618065 (Other)
https://openalex.org/W2083993083 (Other)
https://openalex.org/W2001720900 (Other)
https://openalex.org/W1990703172 (Other)
https://openalex.org/W1987431197 (Other)
https://openalex.org/W1981708183 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1966141400
  • https://openalex.org/W1971220653
  • https://openalex.org/W1976412730
  • https://openalex.org/W1985483060
  • https://openalex.org/W1995095998
  • https://openalex.org/W2017533865
  • https://openalex.org/W2022804679
  • https://openalex.org/W2025779112
  • https://openalex.org/W2031001752
  • https://openalex.org/W2034139177
  • https://openalex.org/W2034650244
  • https://openalex.org/W2035123736
  • https://openalex.org/W2036660933
  • https://openalex.org/W2041521229
  • https://openalex.org/W2044228509
  • https://openalex.org/W2046023498
  • https://openalex.org/W2049637508
  • https://openalex.org/W2058689305
  • https://openalex.org/W2063556354
  • https://openalex.org/W2067366609
  • https://openalex.org/W2077930242
  • https://openalex.org/W2081563112
  • https://openalex.org/W2087949278
  • https://openalex.org/W2105809043
  • https://openalex.org/W2109777344
  • https://openalex.org/W2116432218
  • https://openalex.org/W2126149484
  • https://openalex.org/W2143143039
  • https://openalex.org/W2156163469
  • https://openalex.org/W2158993832
  • https://openalex.org/W2163619481
  • https://openalex.org/W2196350070
  • https://openalex.org/W2791965026