The Upper Atmosphere in Motion

Title Page
......Page 4
Copyright
......Page 5
excelsior......Page 6
preface......Page 7
contents......Page 9
introduction and key......Page 11
1. INTRODUCTION......Page 21
a Prevailing winds......Page 23
b Planetary waves......Page 27
c Tida! oscillations......Page 28
d Internal atmospheric gravity waves......Page 38
e Turbulence......Page 46
a Frozen fields in the magnetosphere......Page 50
b Rotation......Page 54
c Hydromagnetic tidal motions......Page 56
d High-latitude disturbances......Page 57
REFERENCES......Page 62
NOTES......Page 66
POSTSCRIPT......Page 88
ADDITIONAL REFERENCES......Page 93
2. Tidal oscillations......Page 101
3. Shorter period gravity waves......Page 105
REFERENCES......Page 107
I.1. The magnetosphere......Page 115
I.2. Hydromagnetic convection......Page 116
I.3. Historical......Page 117
II. 1. The hydromagnetict heorem......Page 118
II.2. Frozen fields......Page 119
II.3. Current-free convection......Page 121
II.4. The equipotentials......Page 124
II.5. Electric currents......Page 127
III. 1. Rotation......Page 132
III.2. High-latitude and storm processes......Page 138
III.3. Quiet-day convection......Page 144
III.4. Irregular convection......Page 147
IV. Observations of Convection......Page 149
References......Page 150
POSTSCRIPT......Page 153
ADDITIONAL REFERENCES......Page 158
DEFINITION AND NOMENCLATURE......Page 162
THE QUIESCENT IONOSPHERE......Page 166
DYNAMIC PROCESSES AND IONOSPHERIC DISTURBANCES......Page 179
RADIO WAVES AND THE IONOSPHERE......Page 185
BIBLIOGRAPHY......Page 188
1. Introduction......Page 190
2. Wave Perturbations of an Idealized Atmosphere......Page 191
3. Effects of Temperature Variation; Ducting......Page 192
6. Nonlinear Effects......Page 194
7. References......Page 195
NOTES......Page 196
ADDITIONAL REFERENCES......Page 197
2. IONOSPHERIC OSCILLATIONS......Page 199
3. HYDROMAGNETIC RESONANCE......Page 202
4. SUBSIDIARY CONDITIONS......Page 204
5. COMPARISON WITH OBSERVATION......Page 206
6. NECESSARY MODIFICATIONS......Page 208
7. CONCLUSION......Page 210
APPENDIX......Page 211
NOTES......Page 216
ADDITIONAL REFERENCES......Page 233
I. INTRODUCTION......Page 236
II.1. Outline of Observations......Page 237
II.2. The Wave Interpretation......Page 239
11.3. Wave Generation......Page 244
III. 1. Radio-waveS catteringin the D and E Regions......Page 247
III.2. Ionization 'Drifts' in the E and F Regions......Page 249
III.3. Travelling Disturbances......Page 252
IV.2. Atmospheric; Oscillations in the Presence of Gravity......Page 258
IV.3. General Characteristics of Internal Waves......Page 261
IV.4. Dissipation in Internal Waves......Page 265
IV.5. Non-linear Effects......Page 269
IV.6. Height Variations of Temperature......Page 270
IV. 7. Future Theoretical Analysis......Page 271
SUMMARY......Page 274
APPENDIX: CORRECTION TO FOREGOING PAPER......Page 275
REFERENCES......Page 277
NOTES......Page 279
ADDITIONAL REFERENCES......Page 310
SHORTER PERIOD WAVES......Page 317
LONGER PERIOD WAVES......Page 319
REFERENCES......Page 321
NOTES......Page 323
ADDITIONAL REFERENCES......Page 330
Shock Formation in Acoustic Gravity Waves......Page 332
1. INTRODUCTION......Page 346
2. THE BASIC EQUATIONS CONDENSED FROM PAPER I......Page 347
3. CONSTANT KINEMATIC VISCOSITY......Page 349
4. CONSTANT VISCOSITY......Page 350
5. ENERGY TRANSPORT BY VISCOUS TERMS......Page 352
6. THERMAL CONDUCTIVITY--PRELIMINARY MODEL......Page 353
8. CHARTS......Page 354
8.2. Energy Damping Criterion......Page 355
8.3. Amplitude Balance Criterion......Page 357
SUMMARY......Page 358
REFERENCES......Page 359
NOTES......Page 360
POSTSCRIPT......Page 370
ADDITIONAL REFERENCES......Page 373
An effect of molecular dissipation in upper atmospheric gravity waves......Page 375
REFERENCES......Page 379
NOTES......Page 380
POSTSCRIPT......Page 387
ADDITIONAL REFERENCES......Page 399
Eddy Diffusion Coefficients Due to Instabilities in Internal Gravity Waves......Page 402
REFERENCES......Page 404
POSTSCRIPT......Page 405
ADDITIONAL REFERENCES......Page 407
Minimum Vertical Scale Sizes in the Wind Structure above 100 Kilometers......Page 408
REFERENCES......Page 409
POSTSCRIPT......Page 410
ADDITIONAL REFERENCES......Page 417
Discussion of Ionization Effects on the Propagation of Acoustic-Gravity Waves in the Ionosphere......Page 419
REFERENCES......Page 423
NOTES......Page 425
POSTSCRIPT......Page 427
ADDITIONAL REFERENCES......Page 430
An effect of ohmic losses in upper atmospheric gravity waves......Page 431
NOTES......Page 437
ADDITIONAL REFERENCES......Page 441
1. INTRODUCTION......Page 443
2. NOTATION......Page 444
3. THE WAVE EQUATIONS......Page 445
4. PHYSICAL PROPERTIES OF THE WAVES......Page 448
4.1. Packet Velodty and Group Speed......Page 449
4.2. Reflection Condition......Page 452
4.3. Reflection at a Boundary......Page 454
5. THE W.K.B. SOLUTIONS......Page 455
6. ANALYTIC SOLUTIONS......Page 458
7. DISCUSSION OF AN EXPERIMENTAL OBSERVATION......Page 463
REFERENCES......Page 464
1.Introduction......Page 476
3. Acoustic-Gravity Waves......Page 477
4. Attempat t Formal Resolution......Page 480
5. Informal Resolution......Page 483
6. Discussion......Page 486
Acknowledgment......Page 488
INTRODUCTION......Page 499
SUMMARY OF TID OBSERVATIONS......Page 501
ATMOSPHERIC MODELS......Page 502
THE MODAL SOLUTIONS......Page 506
HEIGHT VARIATIONS......Page 511
APPENDIX A. SYMBOLS......Page 516
APPENDIX C......Page 517
REFERENCES......Page 519
NOTES......Page 521
POSTSCRIPT......Page 526
ADDITIONAL REFERENCES......Page 530
1. INTRODUCTION......Page 531
2. MATHEMATICAL DEVELOPMENT......Page 533
3. MODEL COMPUTATIONS......Page 541
4. DISCUSSION......Page 547
REFERENCES......Page 549
Some consequences gravity-wave critical layers in the upper atmosphere......Page 577
REFERENCES......Page 583
INTRODUCTION......Page 586
METHOD OF ANALYSIS......Page 587
RESULTS OF ANALYSIS......Page 588
DISCUSSION Of RESULTS......Page 589
REFERENCES......Page 592
NOTES......Page 593
POSTSCRIPT......Page 602
ADDITIONAL REFERENCES......Page 614
b. Freely propagating Waves due to of fronts......Page 617
c. Waves due to jet streams......Page 619
REFERENCES......Page 621
NOTES......Page 622
ADDITIONAL REFERENCES......Page 625
1. INTRODUCTION......Page 626
2. MODEL OF THE AURORAL CURRENT SYSTEM......Page 627
3. MATHEMATICAL DEVELOPMENT......Page 628
4. THE SOURCE REGION INTEGRALS......Page 631
5. RESULTS......Page 633
1 Gross features......Page 634
2 Detailed pressure Pulse......Page 637
REFERENCES......Page 639
APPENDIX A......Page 640
APPENDIX B......Page 642
NOTES......Page 644
ADDITIONAL REFERENCES......Page 648
1. INTRODUCTION......Page 650
2. QUANTITATIVE ANALYSIS......Page 651
REFERENCES......Page 656
NOTES......Page 657
FORMULATION OF THE PROBLEM......Page 659
SOURCE FUNCTION OF A SOLAR ECLIPSE......Page 661
ADD ITIONAL REFERENCES......Page 665
NOTES......Page 666
Atmospheric Gravity Waves Induced by a Solar Eclipse, 2......Page 667
REFERENCES......Page 669
POSTSCRIPT......Page 670
ADDITIONAL REFERENCES......Page 672
PREAMBLE......Page 673
ADDITIONAL REFERENCES......Page 674
1. INTRODUCTION......Page 675
2. VIRTUAL INTERCHANGE OF TWO AIR PARCELS......Page 677
3. ANISOTROPIC TURBULENCE......Page 679
4. ISOTROPIC TURBULENCE......Page 680
5. OUTER TIME SCALES OF TURBULENCE......Page 682
6. ADDITIONAL RESTRICTIONS......Page 683
ACKNOWLEDGMENTS......Page 685
REFERENCES......Page 686
Dynamical Heating of the Upper Atmosphere......Page 687
REFERENCES......Page 692
MOMENTUM DEPOSITION BY ATMOSPHERIC WAVES, AND ITS EFFECTS ON THERMOSPHERIC CIRCULATION......Page 704
References......Page 707
POSTSCRIPT......Page 709
ADDITIONAL REFERENCES......Page 711
Letters......Page 713
REFERENCES......Page 716
POSTSCRIPT......Page 717
ADDITIONAL REFERENCES......Page 720
1. INTRODUCTION......Page 722
2. F-REGION IONOSPHERIC CHEMISTRY......Page 723
3. GRAVITY WAVES AND MOTION OF THE IONIZATION......Page 726
4. GRAVITY WAVES AND PHOTOIONIZATION RATES......Page 729
5. GRAVITY WAVES AND CHEMICAL LOSS RATES......Page 734
6. DETERMINATION OF THE VALUE  OF N´ DURING GRAVITY-WAVE PASSAGE......Page 735
7. COMPARISON OF THEORY WITH OBSERVATION......Page 740
8. SUMMARY......Page 745
APPENDIX A......Page 746
APPENDIX B......Page 748
REFERENCES......Page 749
NOTES......Page 751
ADDITIONAL REFERENCES......Page 761
Ionization irregularities in the E-region......Page 763
REFERENCES......Page 764
POSTSCRIPT......Page 765
ADDITIONAL REFERENCES......Page 773
Wind-Induced Magnetic Fluctuations......Page 776
REFERENCES......Page 778
GENERALIZED MAGNETO-HYDRODYNAMIC FORMULAE......Page 782
REFERENCES......Page 790
NOTES......Page 791
ADDITIONAL REFERENCES......Page 793
1. INTRODUCTION......Page 795
3. MAGNETO-IONIC WAVES......Page 797
4. ÅSTRÖM WAVES......Page 799
5. ABSORPTION IN MAGNETO-IONIC AND ÅSTRÖM WAVES......Page 800
6. LOWEST-FREQUENCY WAVES, MAGNETICALLY DOMINATED......Page 801
7. ALFVÉN WAVES......Page 803
8. SUMMARY......Page 804
APPENDIX......Page 805
REFERENCES......Page 807
NOTES......Page 808
ADDITIONAL REFERENCE......Page 810
OUTLINE OF THE THEORY......Page 811
CONCLUSION......Page 813
APPENDIX......Page 814
REFERENCES......Page 817
NOTES......Page 818
POSTSCRIPT......Page 819
1. Introduction......Page 823
2. Solutions for real phase angles......Page 824
3. Solutionsf or complex phase angles......Page 826
ATMOSPHERE, STAND THOU STILL!......Page 827
REFERENCES......Page 831
On the Rotation of the Polar Ionospheric Regions¹......Page 832
REFERENCES......Page 834
POSTSCRIPT......Page 835
ADDITIONAL REFERENCES......Page 839
COMMENTS ON "THE ROTATIONAL SPEED OF THE UPPER ATMOSPHERE DETERMINED FROM CHANGES IN SATELLITE ORBITS" BY D. G. KING-HELE......Page 840
REFERENCES......Page 843
NOTES......Page 844
POSTSCRIPT......Page 851
ADDITIONAL REFERENCES......Page 852
I. INTRODUCTION......Page 855
II.1. The Basic Model......Page 856
II.2. The Impressed Convection......Page 858
II.3 . Superimposed Effects of Rotation......Page 864
II.4. The Motion of Energetic Magnetospheric Ionization......Page 866
II.5. The Induced Ionospheric Motions......Page 867
II.6. The Distribution of Turbulence......Page 870
III.1. Features Associated with Magnetospheric Turbulence......Page 873
III.2. Features Associated with the Large-Scale Convection and Compression......Page 876
III.3. Magnetic Disturbances......Page 879
III.4. The Equilibrium State of the Magnetosphere......Page 881
IV.I. Comparison with Related Theories......Page 883
REFERENCES......Page 885
§1. Introductions......Page 887
§2. The observations......Page 888
§4. The theoretical facts......Page 889
§6. A theoretical assessment......Page 890
Discussion......Page 891
NOTES......Page 892
1. INTRODUCTION......Page 893
2. PLASMA MOTIONS......Page 894
3. HYDROMAGNETIC ENERGIZATION......Page 895
4. PARTICLE-DRIFT ENERGIZATION......Page 896
5. INTEGRAL ENERGIZATION, COLLISIONALLY DOMINATED......Page 897
6. INTEGRAL ENERGIZATION, FREE OF COLLISIONS......Page 898
7. CONCLUSIONS......Page 899
NOTES......Page 900
appendix......Page 901
author index......Page 916
subject index......Page 925