Um estudo sobre a temperatura eletrônica e perfis de aeroluminescência na ionosfera equatorial a partir de medidas de foguete

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Francisco Carlos de Meneses Júnior
• Orientador(a): Polinaya Muralikrishna, Barclay Robert Clemesha
• Banca de defesa: Hisao Takahashi, Dale Martin Simonich, Gilvan Luiz Borba, Elcio Hideiti Shiguemori
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Geofísica Espacial
• País: BR
• Resumo em Inglês: The characterization of electron temperature in the F region of the equatorial ionosphere under bubble conditions is analyzed in the present work. In situ measurements of the height variation of the ionospheric electron density and electron temperature were made on 18th December, 1995 at 21:17 h (LT) from the station Alcântara (2.31°S; 44.4°W), Brazil, with a rocket-borne Langmuir probe. These measurements revealed that the region below the base of the F-region seems to be associated with very large electron temperatures just before the development of plasma bubbles. Once the bubbles develop and start rising up, these large values of temperature drop significantly, while relatively large temperatures can now be preferentially observed at the top inside of the bubbles. This phenomenon was examined in the light of a method that determines the electron temperature by a non-Maxwellian distribution function, as well as an alternative 2D numerical simulation that reproduces the growth of an instability and the evolution of energy inside a bubble. The results of this analysis confirmed that the temperature inside the top of the bubble is greater than the temperature on the bottom side of the bubble. Furthermore, it also revealed that the region of large temperature is formed due to the convection of hot fluid from bottomside to higher altitude and due to the large divergence in the ion velocity near the upper boundary of bubble. The second contribution of this thesis involves the recovery of the OI $\lambda$630 nm airglow emission profiles from measurements performed by the F2Glow-2 experiment launched from Barreira do Inferno Launch Center (5.8° S; 35.2° W), Brazil, at 01:47 (LT) on 12 May 2002. The results of the inversions achieved by 2 different methods are compared and discussed. This thesis also discusses the implementation of an artificial neural network algorithm (ANN) for solving the inverse problem of recovering the OI $\lambda$557.7 nm emission profiles. The profiles obtained by ANN are representative and not so distant from the results provided by incrernental straight line method.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2010/12.18.07.06

A caracterização da temperatura eletrônica na região F da ionosfera equatorial associada a presença de bolhas de plasma é estudada neste trabalho. Por meio de um experimento de foguete lançado a partir de Alcântara (2,31°S; 44,4°W), Brasil, em 18 de dezembro de 1995 às 21h17min (hora local), investiga-se uma possível associação entre o aparecimento de uma temperatura anômala na base da região F, antes da ocorrência de bolhas, e os valores mais elevados de temperatura observados na parte superior do interior de bolhas ascendentes. Este fenômeno foi analisado à luz de um método que determina a temperatura eletrônica a partir da distribuição de energia não-Maxwelliana, bem como de uma simulação numérica 2D que reproduz o crescimento de uma instabilidade e a evolução da energia térmica no interior da bolha. Os resultados desta análise revelaram que a temperatura no topo da bolha é maior do que aquela verificada em sua base interior e que aquela região de alta temperatura seria formada devido a combinação dos efeitos da convecção do fluido aquecido que ascende com as bolhas e da divergência na velocidade de íons nas vizinhanças do topo das bolhas. A segunda contribuição desta tese envolve a recuperação de perfis verticais de emissão volumétrica do OI $\lambda$630 nm a partir de medidas realizadas durante o experimento F2Glow-2, lançado da Barreira do Inferno (5,8° S; 35,2° W) às 01h47min (hora local), no dia 12 de maio de 2002. Os resultados das inversões efetuadas utilizando o método de filtragem de Fourier, seguida de derivação numérica, e ajuste incremental de reta móvel são comparados e comentados. Esta tese também aborda o uso de redes neurais na solução do problema inverso para recuperar perfis de emissão volumétrica do OI $\lambda$557,7 nm. Os perfis obtidos mediante esta técnica alternativa são bastante representativos e não estão distantes dos resultados encontrados aplicando o método de ajuste incremental de reta móvel.