Estudo do mecanismo de geração das camadas esporádicas de sódio

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Danielle Cristina de Morais Amorim
• Orientador(a): Alexandre Alvares Pimenta, Barclay Robert Clemesha
• Banca de defesa: Alícia Luisa Clúa de Gonzalez Alarcon, José Humberto Andrade Sobral, Paulo Roberto Fagundes, Eduardo Landulfo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Geofísica Espacial/Ciências Atmosféricas
• País: BR
• Resumo em Inglês: Through optical measurements using a lidar tuned in sodium wavelength (589 nm), which is installed at INPE, São José dos Campos (23$^{°}$ S, 46$^{°}$ W), we have studied a phenomenon known as sporadic sodium layers (referred as Na$_{s}$). This phenomenon is characterized as thin layers of enhanced sodium density, with full width at half maximum about 2 km and abundance equal or higher than the double of the background layer. They present a lifetime from few minutes to some hours and, in 70\% of the observed cases, are linked to ionospheric sporadic layers (E$_{s}$). At first, we have made a statistical study in which we analyzed sodium profiles obtained by INPE lidar and by a lidar from Wuhan (31$^{°}$N, 114$^{°}$E). For this study, we have used data from 2000 to 2008, descending solar activity period. Our analysis was made in order to investigate common features in both region. The results are well correlated, which suggests a common generation mechanism for Na$_{s}$ at both latitude region. Then we gathered a large amount of data from ionosonde, meteoric radar and all-sky images of sodium emission, in order to investigate the geophysical parameters of the mesosphere during Na$_{s}$ events. The results show high correlation among Na$_{s}$, Es and wind shear. We also have compared descending speed of Na$_{s}$ with tidal phase velocity, however we did not observe correlation between them. All-sky images from sodium emission, obtained from an imager installed at Cachoeira Paulista (22.7$^{°}$ S, 45$^{°}$ W) did not show significant variation in the emission intensity. So that it was not possible to study the local of Na$_{s}$ generation and their horizontal dimension. Although some questions remain opened, the results obtained by multiple instrument analysis, indicates that the neutralization of sodium ions in the Es layers is the responsible for Na$_{s}$ generation.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/03.06.13.02

Através de medidas óticas, feitas com radar de laser sintonizado no comprimento de onda do sódio (589 nm), instalado no INPE de São José dos Campos (23$^{°}$ S, 46$^{°}$ O), foram estudadas as características do fenômeno conhecido como camadas esporádicas de sódio (também referido como camadas Na$_{s}$). As mesmas caracterizam-se por camadas muito finas de concentração aumentada de sódio, com largura a meia altura (FWHM) da ordem de 2 km e concentração igual ou maior que o dobro da concentração da camada de sódio de fundo. Apresentam tempo de vida entre poucos minutos a algumas horas e, em 70\% dos casos observados, são acompanhadas por camadas esporádicas ionosféricas (E$_{s}$). Inicialmente, foi feito um estudo estatístico, o qual, através de análise de perfis de sódio obtidos pelo lidar do INPE e por um lidar instalado em Wuhan (31$^{°}$N, 114$^{°}$L), permitiu a comparação entre as características estatísticas de ambas as localidades. Os dados observados compreendem o período de 2000 a 2008, período de atividade solar descendente. Os resultados desse estudo mostram boa concordância entre as características dos eventos ocorridos em latitudes diferentes, o que sugere um mecanismo comum de geração para as Na$_{s}$ observadas no Brasil e na China. Posteriormente, foi reunido um grande conjunto de dados, obtidos por ionossonda, radar meteórico e imageador all-sky, os quais foram analisados com o intuito de investigar os parâmetros geofísicos da mesosfera durante eventos de Na$_{s}$. Tal estudo foi feito somente para a região de São José dos Campos. Os resultados mostram alta correlação entre a ocorrência de Na$_{s}$, Es e cisalhamento de ventos. Foram comparadas as velocidades de descida das Na$_{s}$ com as velocidades de fase das componentes de maré, porém não verificou-se correlação entre elas. Imagens all-sky da emissão de sódio, obtidas pelo imageador de Cachoeira Paulista (22.7$^{°}$ S, 45$^{°}$ O), não mostraram variação significativa na intensidade da emissão durante eventos de Na$_{s}$, o que não permitiu o estudo do local de geração e das dimensões horizontais das Na$_{s}$. Embora ainda permaneçam algumas questões em aberto, os resultados obtidos pelas múltiplas análises efetuadas, apontam o mecanismo de neutralização dos íons de sódio presentes em camadas esporádicas ionosféricas como sendo o responsável pela formação das camadas esporádicas de sódio.