Estudo de irregularidades ionosféricas em períodos de baixa ocorrência em baixas latitudes sob condições calmas

• Main Author: Matheus Mascarenhas
• Other Authors: José Humberto Andrade Sobral
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2005
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/MTC-m13@80/2006/02.23.19.14

Esta dissertação apresenta um estudo dos mecanismos de geração e evolução das instabilidades ionosféricas que geram as bolhas ionosféricas. Através de dados obtidos de imageadores e digissondas, localizados em São João do Cariri (imageador allsky 7,5°S, 36,5°O, I=-20°), em São Luís (digissonda 2,6°S, 44,2°O, I=-2°), Fortaleza (digissonda 3,9°S, 38,5°O, I=-11°) e Cachoeira Paulista (digissonda e imageador 22,6°S, 45°O, I=-32°), estudou-se os mecanismos de geração das bolhas ionosféricas nos períodos do ano em que a ocorrência das bolhas é baixa sobre a região estudada, ou seja, os meses de maio a agosto dos anos 2001 a 2003, com o objetivo de identificar os parâmetros físicos que mais influenciam na geração dessas menos freqüentes ocorrências. Além de se analisar dias de baixa ocorrência, deu-se mais ênfase aos dias sob condições geomagnéticas quietas, a fim de se evitar perturbações decorrentes de tempestades magnéticas que interfiram nos processos de geração das bolhas. Com o objetivo de quantificar e comparar a influência de cada parâmetro com os dados observados, foi desenvolvido um programa para a simulação, em 3 dimensões (3D), da evolução dessas irregularidades. Verifica-se através dos resultados das simulações, que neste estudo se reduziu ao plano equatorial em duas dimensões (2D), uma forte influência da configuração do perfil inferior da ionosfera, gradiente de densidade eletrônica e altura da base, e da velocidade de deriva vertical, que está relacionada ao campo elétrico zonal. Com os dados da digissonda, obtém-se o perfil de densidade eletrônica em uma localidade (São Luís no caso deste estudo, por estar mais próximo ao equador geomagnético) e, através de uma seqüência de ionogramas, pode-se inferir também a velocidade de subida da ionosfera. O perfil de densidades e essa velocidade de subida são os parâmetros de entrada para o programa de simulação. Além dessas condições iniciais, outras condições geofísicas foram estabelecidas, como as freqüências de colisões, campo geomagnético e taxas de reação química. A conclusão principal deste estudo teórico por modelo computacional foi que a configuração do perfil da base da ionosfera (a altura e o gradiente de densidade eletrônica da base da ionosfera) e a velocidade de subida da ionosfera têm uma influência importante no mecanismo de geração das bolhas. Por outro lado, um estudo feito por modelo teórico, tendo como entrada parâmetros ionosféricos inferidos a partir dos ionogramas das digissondas de São Luís (perfil da densidade eletrônica com a altura e velocidade de subida da camada F), permitiu a análise detalhada dos efeitos individuais de cada parâmetro na geração da bolha. === This thesis research focalises a study of the mechanisms involved in the generation and evolution of the ionospheric plasma bubbles by means of experimental data and modeling. The experimental data were obtained by night airglow (OI630nm) imagers and Digisondes. The airglow allsky imager was located at São João do Cariri (7,5°S, 36,5°O, I=-20°), and the Digisondes were located at São Luís (2,6°S, 44,2°O, I=-2°), Fortaleza (3,9°S, 38,5°O, I=-11°) and Cachoeira Paulista (22,6°S, 45°O, I=-32°). This study was carried out during geomagnetically quiet days in order to minimize possible effects of magnetic storms on the generation of the plasma bubbles and, on the other hand, during the low season of bubble occurrence May to August during the years of 2001 and 2003 in order to more clearly detect the ionospheric parameters that deviated from the low season quiescent conditions contribute to the bubble generation. A 3-D model was developed to calculate the role of each ionospheric parameter (electron density heigh gradient, ionospheric upward velocity, ionospheric peak height etc.) in the generation of the bubble. The main conclusion of this computer simulation was that both the ionospheric bottom profile (electron density height gradient and bottom heigh) and upward velocity of the ionospheric plasma play a very important role in the bubble generation. The ionospheric height electron density profiles and the ionospheric Fregion upward velocity were obtained from the Digisonde at São Luís and were used as input data to the model program that simulates the bubble generation and evolution.