Ionospheric Gravity Wave Interactions and Their Representation in Terms of Stochastic Partial Differential Equations
Notice bibliographique
Résumé
Phenomena in nature that involve diffusion and convection of matter and propagation of waves, e.g., the propagation of waves in geophysical flows, can exhibit randomness properties and thus need to be modeled by stochastic partial differential equations (SPDEs). For example in the ionosphere, the region in the upper atmosphere where there are high concentrations of ions and electrons, wave interactions are influenced by electromagnetic forces that fluctuate randomly in time, and are thus modeled by SPDEs. In this thesis we model interactions between atmospheric waves and the ionosphere induced by upward propagating atmospheric gravity waves (AGWs) starting with the equations of conservation of mass, momentum and energy, and Maxwell's equations. Two important problems are examined: the problem in which the ionosphere is treated as a deterministic medium and the wave interactions are governed by nonlinear partial differential equations (PDEs), and the problem in which the ionosphere is a random medium and the governing equations are nonlinear stochastic partial differential equation (SPDEs) driven by the Brownian motion. In the stochastic case we make use of numerical methods based on Wiener Chaos expansions (WCE) which are effective methods for solving SPDEs driven by Brownian motion. The accuracy of this method is accessed by comparing the results with the exact analytical or semi-analytical solutions for some problems involving stochastic evolution equations comprising the stochastic heat and stochastic advection-diffusion equations, and the stochastic Burgers' equation. In the the deterministic case, we derive analytical solutions for some special simplified configurations and then carry out numerical simulations for time-dependent nonlinear configurations. The results of the simulations of our analytical and numerical models are compared with the conclusions from previous studies which are mainly observations. Our results explain several observed phenomena arising from the interactions of the atmospheric gravity waves with the ionosphere.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».