Estudos de geração e propagação de ondas de gravidade atmosféricas

• Ano de defesa: 2004
• Autor(a) principal: Cristiano Max Wrasse
• Orientador(a): Delano Gobbi, Hisao Takahashi
• Banca de defesa: Paulo Prado Batista, Paulo Roberto Fagundes, Ivan Jelinek Kantor, Amauri Fragoso de Medeiros, Maurício José Alves Bolzan
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Geofísica Espacial
• País: BR
• Resumo em Inglês: In this study the generation and propagation of the atmospheric gravity waves were investigated. The gravity waves in the mesopause region were observed by airglow all sky imaging technique at Cachoeira Paulista (23°S, 45°W), near tropic of Capricorn, and at São João do Cariri (7°S, 36°W), in the equatorial region. A reverse ray tracing method was tested and used to find out the wave source region and to study propagation process through the middle atmosphere. Satellite images were used to identify whether disturbances that could be related to the gravity wave sources. From the ray tracing model calculation, it was found that at Cachoeira Paulista about 16% of the wave events showed their origin in the troposphere. Most of them were located within an area of less than 400 km from the observation site. The identified sources in troposphere were related with the front activity, deep tropospheric convection and topographic effect by the Serra da Mantiquira and Serra do Mar mountains. At Cachoeira Paulista about 78% of the wave events showed that the ray paths stopped at mesospheric heights. At São João do Cariri the results from the ray tracing model shows that about 23% of the wave event had their origin at the troposphere, in 250 km radius away from the observation site. The deep tropospheric convection in the equatorial region should be the most important gravity wave source. The squall lines (tropical instability lines) were the most evident meteorological activity present in north-northeast of Brazil. About 76% of the wave events showed that the ray paths stopped at the mesospheric heights, indicating presence of waves with non-tropospheric origin.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2004/05.24.10.59

O principal objetivo deste trabalho de tese foi à investigação das fontes de geração das ondas de gravidade e o estudo da sua propagação na atmosfera. As ondas de gravidade na região mesosférica foram observadas pelo imageador de aeroluminescência noturna no observatório de Cachoeira Paulista (23°S, 45°O) próximo ao Trópico de Capricórnio, e no Observatório de Luminescência Atmosférica da Paraíba (OLAP), em São João do Cariri (7°S, 36°O) na região equatorial. Com o objetivo de localizar as fontes de geração destas ondas a técnica de ray tracing foi empregada para determinar a retrotrajetória descrita pelas ondas desde a região onde estas foram observadas até seu local de geração. Por meio da técnica de ray tracing também foi possível estudar a propagação das ondas através da atmosfera. Uma vez localizada a região onde a onda de gravidade possivelmente foi gerada, buscou-se através das imagens de satélites fenômenos meteorológicos que pudessem ser associados como um possível mecanismo de geração destas ondas. Os resultados obtidos mostram que em torno de 16% das ondas de gravidade observadas em Cachoeira Paulista tem sua origem na região troposférica, distantes em média 400 km do site de observação. O tempo de propagação destas ondas entre a troposfera e a mesosfera foi de 1 a 3 horas. Os principais fenômenos meteorológicos associados com a geração destas ondas foram: as frentes frias, as fortes convecções troposféricas e o efeito orográfico, principalmente da Serra da Mantiqueira e da Serra do Mar. Os resultados mostram que 78% destas ondas tiveram a posição final de sua retrotrajetória na mesosfera, sendo que 46% destas devido à condição de (onde é número de onda vertical) e outras 32% atingiram um nível crítico. Os resultados encontrados para São João do Cariri mostram que 23% das ondas observadas tiveram sua origem na região troposférica, estando distante em média 250 km do site de observação. A principal fonte de geração destas ondas foi a forte convecção troposférica que existe na região equatorial. Associada com estas convecções o fenômeno meteorológico mais predominante e efetivo na geração das ondas de gravidade, na região nordeste do Brasil, foram as Linhas de Instabilidades formadas por nuvens do tipo cumulonimbus. Das ondas de gravidade que apresentaram o ponto final de sua retrotrajetória na região mesosférica os resultados mostram que 70% destas ondas apresentaram e apenas 6% atingiram um nível crítico.