O PERFIL DE TEMPERATURA NA REGIÃO DA MESOPAUSA EM SÃO JOSÉ DOS CAMPOS (23° S, 46° O) OBTIDO COM RADAR DE LASER

Abstract

Este artigo trata da obtenção do perfil de temperatura atmosférica entre 80 e 100 km de altura, região da mesopausa. Ele é baseado no desenvolvimento e aprimoramento de uma técnica experimental simples que permite determinar a temperatura da atmosfera utilizando um radar de laser e as propriedades físicas do sódio mesosférico. A técnica consiste em sintonizar o radar de laser na linha D₂do sódio (5890 Ã…) e substituir o espelho de saída do laser por um interferômetro Fabry-Perot com "free-spectral-range" de 0,0198 Ã…, mesmo valor da separação da estrutura hiperfina da linha D₂do sódio. Inicialmente um controlador de temperatura permite variar a temperatura do Fabry-Perot e realizar uma varredura em comprimento de onda na estrutura hiperfina do sódio. Posteriormente um Fabry-Perot controlado por pressão permite mudar o comprimento de onda do laser do máximo para o mínimo da estrutura hiperfina. A temperatura do sódio, ou da atmosfera, uma vez que estão em equilíbrio termodinâmico, é inferida da convolução entre o perfil do laser e o perfil ressonante do sódio. Alguns experimentos foram realizados para verificar a validade da nova técnica e para fornecer o perfil de temperatura na região da mesopausa. Aqui são apresentados os perfis de temperatura do dia 28/08/95, obtido com o Fabry-Perot controlado por temperatura, e do dia 17/10/96, obtido com o Fabry-Perot controlado por pressão.

Keywords :Temperatura atmosférica; Radar de laser; Mesopausa.

The temperature profile in the mesopause region at São José dos Campos (23° S, 46° W) obtained with lidar

This paper is about the acquisition of the temperature profile between 80 and 100 km, in the mesopause region. It is based on the development and improvement of a simple experimental technique that enable to determine the atmospheric temperature using a lidar and the physical properties of the mesospheric sodium. The technique consists in tune the lidar in the D₂line of the sodium (5890 Ã…) and substitutes the output mirror of the laser by a Fabry-Perot interferometer which has the free-spectral-range of 0.0198 Ã…, same value of the separation between the hyperfines components of the D₂line. Initially, a temperature controller permits to vary the Fabry-Perot temperature and to do a wavelength sweeping in the hyperfine structure of the sodium. Subsequently, a Fabry-Perot with pressure control enables to change the laser wavelength between the maximun and the minimun of the hyperfine structure. The sodium and the atmospheric temperature, once they are in thermodinamic equilibrium, are deduced from the convolution between the laser spectrum and the sodium resonance profile. Some experiments were realized to verify the validity of the new technique and to provide the temperature profile in the mesopause region. Here are shown the temperature profiles of the days 08/28/95, obtained with the Fabry-Perot controlled by temperature, and 10/17/96, obtained with the Fabry-Perot controlled by pressure.

Keywords :Atmospheric temperature; Lidar; Mesopause.

DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-261X1997000200001