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Nonlinear Dynamics, Wave Interactions and Coherent Structures in Atmospheric and Solar Flows

Grant number: 24/20546-2
Support Opportunities:Scholarships in Brazil - Young Researchers
Start date: January 01, 2025
End date: December 31, 2026
Field of knowledge:Physical Sciences and Mathematics - Geosciences - Meteorology
Principal Investigator:Breno Raphaldini Ferreira da Silva
Grantee:Breno Raphaldini Ferreira da Silva
Host Institution: Instituto de Matemática e Estatística (IME). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brazil
Associated research grant:23/16513-9 - Nonlinear dynamics, wave interactions and coherent structures in atmospheric and solar flows, AP.JP

Abstract

Fenômenos atmosféricos e solares como a Oscilação Madden Julian, oscilação quase bienal e ciclos magnéticos solares tem impactos socioeconômicos e ambientais dramáticos. Os mecanismos por trás de tais fenômenos envolvem processos turbulentos com múltiplas escalas espaciais e temporais, tornando-os difíceis de compreender e prever. Os avanços na compreensão dos mecanismos que regem estes fenômenos dependem da simbiose entre a análise estatística dos dados observacionais, modelagem física, análise rigorosa de modelos idealizados e soluções numéricas das equações que os regem. Este é um projeto multidisciplinar na interface entre a matemática aplicada, as ciências atmosféricas e a física solar que visa explorar os fenômenos acima mencionados com uma abordagem unificadora, com particular enfoque no papel da não linearidade, no surgimento de estruturas coerentes e na excitação de oscilações de baixa frequência. Para atingir este objetivo, empregaremos técnicas de sistemas dinâmicos, equações diferenciais parciais, mecânica hamiltoniana, processos estocásticos e análise numérica e métodos estatísticos para análise de dados. Em particular abordaremos os seguintes problemas neste projeto: (i) o papel de interações de ondas atmosféricas equatoriais na iniciação e propagação da oscilação Madden-Julian, (ii) o papel das ondas de Rossby solares no clima espacial, suas instabilidades, interações não lineares, (iii) O papel da forçante solar na excitação de ondas na estratosfera. O projeto será desenvolvido em colaboração com pesquisadores nacionais e internacionais especialistas nas áreas de ondas não lineares, análise numérica, dinâmica atmosférica, física solar e dinâmica não linear. Dada a natureza multidisciplinar do projeto, esperamos também contribuir para a formação de alunos com forte base matemática aplicada às ciências atmosféricas/solares através do oferecimento de cursos e orientação.

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Scientific publications
(The scientific publications listed on this page originate from the Web of Science or SciELO databases. Their authors have cited FAPESP grant or fellowship project numbers awarded to Principal Investigators or Fellowship Recipients, whether or not they are among the authors. This information is collected automatically and retrieved directly from those bibliometric databases.)
DIKPATI, MAUSUMI; KORSOS, MARIANNA B.; NORTON, AIMEE A.; RAPHALDINI, BRENO; JAIN, KIRAN; MCINTOSH, SCOTT W.; GILMAN, PETER A.; TERUYA, ANDRE S. W.; RAOUAFI, NOUR E.. Mother's Day Superstorms: Pre- and Post-storm Evolutionary Patterns of ARs 13664/8. ASTROPHYSICAL JOURNAL, v. 988, n. 1, p. 16-pg., . (23/16513-9, 24/20546-2)