Study of magnetic storm effects on the ionosphere using GPS data / Estudo do efeito de tempestades magnéticas na ionosfera utilizando dados do GPS

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

17/12/2003

RESUMO

Apesar do significativo progresso obtido nos estudos sobre as relações Sol-Terra durante períodos magneticamente perturbados, o entendimento dos efeitos das tempestades magnéticas na atmosfera superior neutra e ionizada ainda permanece como um dos assuntos mais desafiantes sobre a física desta região atmosférica. Para investigar os processos de acoplamento entre magnetosfera e ionosfera-termosfera, muitos pesquisadores tiram proveito da natureza dispersiva da ionosfera para determinar o conteúdo eletrônico total (TEC) a partir de dados do GPS nas duas freqüências. Embora exista atualmente um grande número de receptores do GPS em contínua operação, estas estações estão irregularmente distribuídas para estudos ionosféricos. A densidade de estações receptoras no hemisfério sul é consideravelmente menor em relação ao hemisfério norte e, conseqüentemente, o reduzido número de medidas de TEC disponíveis, causam um modelamento da ionosfera menos acurado nesta região. Neste trabalho, a University of New Brunswick (UNB) Ionospheric Modelling Technique, que aplica uma aproximação linear espacial do TEC vertical sobre cada estação receptora do GPS utilizando parâmetros estocásticos em uma estimativa através do filtro de Kalman, foi utilizada para descrever a dependência do TEC com a hora local e latitude geomagnética. Dados do GPS obtidos a partir de diversas redes mundiais, incluindo a Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo (RBMC), foram utilizados juntamente com medidas de ionossondas para investigar a resposta da ionosfera a duas tempestades magnéticas intensas, ocorridas em 15/07/2000 e 31/03/2001. A análise dos dados mostrou que os efeitos destas tempestades magnéticas na ionosfera foram significativamente distintos e dependentes da estação do ano, da hora local de início da tempestade e das condições magnéticas anteriores e durante o período da tempestade. Os principais fenômenos observados sobre o setor Sul-Americano durante a tempestade ocorrida em 15/07/2000 foram: (a) uma significativa intensificação do efeito fonte, devido à penetração de campos elétricos magnetosféricos para leste na ionosfera de baixas latitudes, aumentando o TEC em mais de 200\% em relação aos períodos calmos sobre a região das cristas da anomalia equatorial e deslocando estas cristas para latitudes magnéticas de até $\pm$ 3$0°$, e (b) reduções de ionização causadas por modificações na composição do gás neutro devido aos ventos termosféricos perturbados que fluem das altas para as baixas latitudes, atingindo o equador magnético. Durante a tempestade magnética ocorrida em 31/03/2001, a ionosfera global apresentou respostas distintas sobre as regiões Australiana/Asiática e Americana, localizadas em setores de longitude aproximadamente opostos. A inversão do campo magnético interplanetário para sul durante a fase de recuperação desta tempestade iniciou um processo de sub-tempestade desenvolvendo e intensificando o eletrojato auroral sobre extensas regiões. Os efeitos observados na ionosfera durante ambas as tempestades mencionadas são analisados e os mecanismos que originaram tal comportamento ionosférico são discutidos.

ASSUNTO(S)

conteúdo eletrônico total (tec) tempestades ionosféricas tempestades magnéticas ionosfera sistema de posicionamento global university of new brunswick ionospheric modelling technique (unb-imt) total electron content (tec) ionosphere ionospheric storms geomagnetic storms global positioning system gps university of new brunswick ionospheric modelling technique (unb-imt)

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