Wave-associated Sporadic Neutral Layers in the Upper Atmosphere

Abstract

Sporadic neutral layers, with thicknesses between a few hundred meters and several kilometers, are observed by lidar in the same height range as ionospheric sporadic E. Ns layers were first observed in sodium, 20 years ago, and more recently have also been seen in potassium, iron and calcium. As in the case of Es there is a strong link with atmospheric waves, and a number of studies have shown evidence for a possible connection with tidal oscillations in the lower thermosphere. Recent observations at São José dos Campos, Brazil, have shown that sporadic sodium layers are frequently observed to occur at the heights of peaks in sodium concentration corresponding to a propagating atmospheric wave. In cases where the vertical wavelength of the propagating wave is short, as many as three complete oscillations can sometimes be seen, and the sporadic layer always occurs at the highest wave maximum, typically in the range 95-100 km. In the case of long-lived events the Ns layer is observed to accompany the downward phase propagation of the atmospheric wave. On the basis of these observations a case is made for the recombination of sodium ions as the source of the observed sporadic layers.

Keywords :Ns; Es; Sporadic layers; Sporadic-E; Sodium.

CAMADAS NEUTRAS ESPORÁDICAS NA ALTA ATMOSFERA ASSOCIADAS COM ONDASATMOSFÉRICAS

Camadas esporádicas neutras, com espessuras entre algumas centenas de metros e vários quilômetros, são observados por radar de laser na mesma faixa de altura que a E-esporádica ionosférica. Camadas Ns foram observadas pela primeira vez em sódio, 20 anos atrás, e mais recentemente foram observadas em potássio, ferro e cálcio. Como no caso de Es existe uma ligação forte com ondas atmosféricas, e vários estudos mostraram uma possível conexão com oscilações de marés na baixa termosfera. Observações recentes em São José dos Campos mostraram que camadas de sódio esporádicas freqüentemente ocorrem nas alturas dos picos da concentração de sódio produzidos por uma onda atmosférica. Em alguns casos, onde o comprimento de onda vertical da oscilação é curto, pode-se identificar até 3 oscilações completas, sendo que e a camada esporádica sempre se forma no pico de altura maior. Nos casos de eventos de longa duração, observa-se uma propagação da camada Ns no sentido de alturas menores, acompanhando a propagação de fase da onda atmosférica. Baseado nestas observações propõe-se que a recombinação de íons de sódio seja responsável pela formação das camadas esporádicas.

Keywords :Ns;Es;Camadas esporádicas;E-esporádica;Sódio.

DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-261X1997000300003