Multiple reflections from meteor trails and small-scale wind structure

Summary

A new observational method for determining winds on extremely small scales in the upper mesosphere has been developed by radar observations of relatively rare, but long enduring trails of bright meteors, known as fireballs. The radar meteor system near Bologna enables to determine wind velocities at the points on the fireball trail, separated from each other in a time scale of 1 s and in a distance scale by 0.1 km. Results of investigation of the fireballs observed in Bologna during the EBC (Energy Budget Campaign) in November 1980, based on the analysis of multiple or double reflections from meteor trails show the variation of the wind velocity in very small areas. Fireball trains can provide several independent echoes, connected with the position, orientation, total duration of the trail and with the efficiency of the radar equipment used. More complex information on the atmospheric irregularities and on their occurrence can be derived during the observations of meteor showers, analysing simultaneously the motion of the effective reflection point on the trail from the range drift of echoes, and the Doppler shift wind measurements.

Riassunto

È stato sviluppato un nuovo metodo per determinare i venti nell'alta mesosfera su scale estremamente piccole, dall'osservazione radar di tracce di meteore luminose, relativamente rare e durevoli, conosciute come «fireballs». Il sistema radar di Budrio, nei pressi di Bologna, consente di determinare velocità del vento in punti sulla scia del fireball, separati nel tempo e nella distanza, rispettivamente di 1 secondo e di 0.1 km. I risultati di un'indagine sui fireballs osservati durante l'EBC (Energy Budget Campaign) nel novembre 1980, basata sull'analisi di riflessioni multiple da tracce di meteore, mostra che la velocità del vento varia su aree molto piccole. Le scie di fireballs possono fornire parecchi echi indipendenti associati, da una parte, alla posizione, orientazione e durata totale della traccia, e dall'altra, all'efficienza dell'apparato radar utilizzato. Informazioni più complesse su alcune irregolarità atmosferiche e sulla loro incidenza, possono essere desunte nel corso delle osservazioni di sciami di meteore, analizzando simultaneamente il moto del punto effettivo di riflessione sulla traccia (dalle deviazioni nelle distanze degli echi), nonché le misure Doppler di vento.

Резюме

Развивается новый метод для определения ветров с очень малыми масштабами в верхней мезосфере, используя радарные наблюдения относительно редких, но продолжительных хвостов ярких метеоров, известных как файерболы. Радарная система в Будрио, недалеко от Болоньи, позволяет определить скорости ветра в точках в кильваторе файербола, которые разделены друг от друга по времени в 1 секунду, а по расстоянию в 0.1 км. Результаты исследования файерболов, наблюденных в течение ЕВС, в ноябре 1980, основанные на анализе многократных отражений от метеорных хвостов, обнаруживают изменения скорости ветра в очень малых областях. Кильваторы файерболов могут образовывать несколько независимых эхо-сигналов, связанных, с одной стороны, с положением, ориентацией и полной длительностью хвоста, а, с другой стороны, с эффективностью используемого радарного оборудования. Более полную информацию об атмосферных нерегулярностях и их возникновении можно получить во время наблюдений метеорных ливней, анализируя одновременно движение эффективной точки отражения в хвосте (из дрейфа расстояния для эхо) и измерения ветра по доплеровскому сдвигу.