Estudos de irregularidades do plasma da camada ionosférica e equatorial e de baixas latitudes do setor brasileiro

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Nesta tese de doutorado são analisadas duas classes de irregularidades ionosféricas observadas opticamente nas regiões de baixas latitudes do setor brasileiro: Irregularidades de plasma de grande escala, ou Bolhas de plasma, e Distúrbios ionosféricos propagantes de média escala, (do inglês, MSTIDs Medium scale traveling ionospheric Disturbances). As bolhas de plasma são observadas com as imagens das emissões OI 630,0 nm e OI 777,4 nm obtidas com dois imageadores all-sky instalados em São José dos Campos, no campus da UNIVAP no ano de 2000. As imagens das duas emissões obtidas simultaneamente revelaram a presença de estruturas finas presentes nas imagens da emissão OI 777,4 nm e não observáveis nas imagens da emissão OI 630,0 nm. A análise quantitativa das estruturas revelou escalas espaciais entre 10 e 150 km, e grande extensão latitudinal das mesmas. Além disto, inferimos o nível de depleção no interior e exterior das estruturas, e nas regiões externa e interna das bolhas. Em geral o nível de depleção na região das estrias não ultrapassou 3% enquanto entre a região interna e externa da bolha variou entre 11 e 34%. Nós discutimos possíveis mecanismos de formação de estruturas secundárias nas bolhas, como a variação da condutividade Pedersen e a ação de campos elétricos verticais bipolares no interior das depleções. Dentro do tema bolhas de plasma apresentamos também um estudo inédito da altura da emissão OI 630,0 nm determinada com a técnica de triangulação, com imageadores all-sky instalados em duas diferentes localidades separadas por algumas dezenas de quilômetros. A função correlação cruzada de duas imagens obtidas simultaneamente revela a altura onde a emissão sofre maior flutuação devido a presença de irregularidades. A segunda classe de irregularidades ionosféricas estudada neste trabalho foram os Distúrbios ionosféricos propagantes de média escala, ou MSTIDs (do inglês, Medium scale traveling ionospheric disturbances) observadas opticamente na região de baixas latitudes do setor brasileiro. A análise de sete anos de imagens da emissão OI 630,0 nm obtidas com um imageador all-sky instalado em Cachoeira Paulista (INPE), revelou que os MSTIDs apresentam-se como bandas escuras alternadas ou não com bandas claras alinhadas na direção sudoeste-nordeste, propagando-se para noroeste. A análise estatística destes dados mostrou que a maior taxa de ocorrência é observada em períodos de baixa atividade solar e nos meses próximos ao solstício de inverno no hemisfério sul. Dados ionosféricos complementares mostraram que a passagem dos MSTIDs está associada a variações na altura da base da camada F, bem como a depleções na densidade do plasma. Além disto, foi detectada a ocorrência de Spread-F do tipo freqüência nas seqüências de ionogramas obtidas durante a passagem das bandas. Estas características indicam fortemente a procedência dos MSTIDs, nas médias latitudes do hemisfério sul. Como todos os eventos foram observados em períodos geomagneticamente calmos, propomos a investigação de atividade troposféricas em médias latitudes como possíveis fontes de distúrbios relacionados a ondas de gravidade que originaram instabilidades na região de médias latitudes e que se propagaram até as baixas latitudes do setor brasileiro.

ASSUNTO(S)

plasma bubbles espalhamento da região f bolhas de plasma geofísica espacial distúrbios ionosféricos propagantes traveling ionospheric disturbances irregularidade de plasma nightglow plasma irregularities luminescência atmosférica spread f

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