Medium Scale Travelling Ionospheric Disturbances (MSTIDs) are the highly dynamical phenomenona covering all latitudes in the F region ionosphere and they propagate a long distance, often in the form of wave-fronts. Their presence in a wide region pose threat to the radio propagation and trigger the equatorial plasma bubble which disrupts the GNSS navigation system. Atmospheric Gravity Wave (AGW) is believed to be the cause of these MSTIDs during daytime. However, the seeding mechanism of these AGWs is still a research question. The objective of this thesis is to study the dynamics of daytime MSTIDs over Brazil using detrended TEC, with focus on understanding their propagation characteristics. In addition, this thesis also presents novel results on daytime MSTIDs geomagnetic conjugate mapping characteristics and mechanisms responsible. Both observational and theoretical tools are employed to pursue these objectives. Observational data obtained using instruments such as a network of GNSS receivers, digisonde, low-orbiting satellites (COSMIC) and meteorological satellites (GOES Satellite) are analyzed to identify the driving source of MSTIDs-AGW. Interesting characteristics associated with the widely pursued convective-AGWs driven generation mechanism from past literatures, are investigated. This mechanism is further studied theoretically, by adapting a Convectional-Atmosphere-Ionosphere-Coupled model (CAI-CM) to incorporate the dynamics of convectively generated AGWs and their coupling to the ionosphere. The numerical simulation work also utilizes the SAMI3 (Sami3 is Another Model of the Ionosphere) model to capture the fundamental physics of the ionosphere. The SAMI3 model is used to simulate a large region of the ionosphere for the self-consistent development of MSTIDs. Finally the simulated MSTIDs from both CAI-CM and SAMI3 model are compared with the observed MSTIDs.
Os Distúrbios ionosféricos propagantes de média escala (MSTIDs) são fenômenos altamente dinâmicos que cobrem todas as latitudes na ionosfera da região F e propagam uma longa distância, geralmente sob a forma de frentes de onda. Suas presenças em uma região ampla afetam a propagação de rádio e podem gerar a bolha de plasma equatorial, a qual por sua vez pode interromper o sistema de navegação GNSS. Acredita-se que a Onda de Gravidade Atmosférica (AGW) seja a causa destes MSTIDs durante o dia. No entanto, o mecanismo de geração destas AGWs ainda é uma questão de pesquisa. O objetivo desta tese é estudar a dinâmica das MSTIDs diurnas sobre o Brasil utilizando TEC após a remocão da tendência, com foco na compreensão de suas características de propagação. Além disso, esta tese também apresenta novos resultados sobre as características de mapeamento do conjugado geomagnético do MSTID diurno e os mecanismos responsáveis. Ambos instrumentos observacionais e teóricos são empregados para atingir esses objetivos. Os dados observacionais obtidos usando instrumentos como uma rede de receptores GNSS, digissonda, satélites de baixa órbita (COSMIC) e satélites meteorológicos (GOES) são analisados para identificar os mecanismos de geração das MSTIDs-AGW. São investigadas características interessantes associadas ao mecanismo de geração por AGWs convectivas amplamente persquisadas em literaturas passadas. Este mecanismo é ainda estudado teoricamente, adaptando um modelo Convectional-Atmosphere- Ionosphere-Coupled (CAI-CM) para incorporar a dinâmica de AGWs convectivamente geradas e seu acoplamento com a ionosfera. O trabalho de simulação numérica também utiliza o modelo SAMI3 (Sami3 é Outro Modelo da Ionosfera) para capturar a física fundamental da ionosfera. O modelo SAMI3 é usado para simular uma grande região da ionosfera para o desenvolvimento auto-consistente de MSTIDs. Finalmente, as MSTIDs simuladas do modelo CAI-CM e SAMI3 são comparadas com as MSTIDs observadas.
