The influence of non-isothermal electrons and neutral wind structures on the doppler properties of vertical m-size field-aligned irregularities in the low latitude E-region

Abstract

ABSTRACT.Meter size irregularities are routinely studied with radars in the equatorial and low latitude regions. In both instances echoes from the E-region (90 to 120 km altitude) are a common occurrence. The resulting echoes are labeled as so-called Type I or Type II according to their spectral signature. In this paper we show that the phase velocity of Type I echoes increases with decreasing altitude owing to thermal feedback effects taking place in the growth process. We also show that Type II echoes can be influenced by atmospheric neutral winds to the point of revealing the presence of Kelvin-Helmholtz billows, as shown by a recently studied example taken from the Gadanki radar in India.Keywords: equatorial electrojet, plasma waves and instabilities, ionospheric irregularities, low latitude E-region, VHF radar spectra, quasi-periodic echoes, KelvinHelmholtz billows, turbulence.RESUMO. Irregularidades com escala de metros são estudadas rotineiramente com radares nas regiões de baixas latitudes e equatoriais. Em ambos os estudosé comum a ocorrência de ecos da região E (90 a 120 km de altitude). Os ecos resultantes são denominados de Tipo I e Tipo II de acordo com sua assinatura espectral. Neste trabalho nós mostramos que a velocidade de fase dos ecos tipo I aumentaà medida que diminui a altitude devido a efeitos térmicos causados pela própria irregularidade durante seu processo de desenvolvimento. Nós também mostramos que os ecos do Tipo II podem ser influenciados pelos ventos neutros atmosféricos ao ponto de revelar a presença de ondas do tipo Kelvin-Helmholtz, conforme demonstrado em alguns exemplos de estudos recentes realizados com o radar Gadanki naÍndia.Palavras-chave: eletrojato equatorial, ondas de plasma e instabilidades, irregularidades ionosféricas, região E em baixas latitudes, espectros obtidos com radares em VHF, ecos quase-periódicos, ondas do tipo Kelvin-Helmholtz, turbulência.