First observation of the diurnal and semidiurnal ocillation in the mesospheric winds over São João do Cariri-PB, Brazil

Abstract

The terrestrial atmosphere is a dynamical system in which periodic oscillations are present and play a significant role in the dynamics of the upper mesosphere and low thermosphere (MLT). It is already well known that atmospheric tides play an important role in the dynamics of the MLT region, and the purpose of this study is to extend our knowledge of diurnal and semidiurnal oscillations in the equatorial MLT, taking advantage of the measurements of meteor winds over São João do Cariri, Brazil (7ºS, 36ºW), obtained from August 2004 to August 2005. In a preliminary analysis, we have observed that both zonal and meridional wind components exhibited variability with respect to both time and height. The prevailing zonal wind shows a structure characterized by a semiannual oscillation (SAO) and are westward most of the time. The prevailing meridional wind is weaker than the zonal and exhibit an annual cycle. Diurnal and semidiurnal meridional wind oscillations also exhibit time and height variability. In general, the diurnal and semidiurnal amplitudes for the meridional wind component were larger than that for the zonal component.From the phase structures, it was found that the vertical wavelength of the diurnal variations exhibited values from 20 to 30 km for the meridional wind component, whereas for the semidiurnal oscillation they were between 50 and 70 km during equinoxes when the meridional amplitudes were stronger.

Translated abstract

A atmosfera terrestre é um sistema que comporta oscilações periódicas as quais contribuem de maneira significativa na dinâmica da região da alta mesosfera e baixa termosfera. O fato das marés atmosféricas desempenharem um papel importante na dinâmica da média e alta atmosfera já é bem conhecido, e o propósito deste estudo é contribuir para um melhor entendimento acerca das oscilações diurna e semidiurna na região equatorial, utilizando para tanto os ventos meteóricos obtidos entre agosto de 2004 e agosto de 2005 sobre São João do Cariri, Brasil (7ºS, 36ºO). A partir da análise destes dados foi possível observar que os ventos médios, assim como as oscilações diurnas e semidiurnas, apresentaram além da variação temporal uma variabilidade em função da altura, tanto para a componente zonal como para a meridional. Os ventos médios na direção zonal mostram uma estrutura que é caracterizada por uma oscilação semi-anual, apresentando um escoamento para oeste na maior parte do tempo. Já o escoamento médio na direção meridional apresenta amplitudes menores do que as do zonal e apresenta uma oscilação anual. Em geral, as amplitudes das marés diurnas e semidiurnas para a componente meridional do vento foram maiores do que para a componente zonal. Os comprimentos de onda verticais das oscilações diurnas e semidiurnas foram determinadas a partir das estruturas de fase e apresentaram valores entre 20 e 30 km para a componente meridional. No caso das variações semidiurnas, os comprimentos de onda vertical calculados foram de 50 a 70 km durante os equinócios, quando as amplitudes da componente meridional foram mais intensas.