Eletrodinâmica das irregularidades ionosféricas em baixas latitudes e caracterização das plumas em três setores de longitude - Ricardo Yvan de La Cruz Cueva (2013)
O spread F equatorial (ESF) é consequência do desenvolvimento da instabilidade Rayleigh- Taylor (RT) na base da camada F no equador magnético e esta cresce de forma não linear até o topo da camada. O pico pré-reversão (PRE) do plasma noturno é responsável por criar as condições para a geração da instabilidade RT devido ao incremento de ambos termos gravitacional e eletrodinâmico da taxa de crescimento. Foi estabelecido que o PRE após o pôr-do-Sol é o parâmetro mais importante no controle da geração do spread F, mas não é o único. Uma perturbação inicial é requisito necessário para o início da instabilidade RT. A propagação de ondas de gravidade na termosfera equatorial tem um papel importante como geradores da perturbação inicial na baixa ionosfera, que é requisito para o crescimento da instabilidade GRT e consequentemente a formação do ESF. No presente estudo a estatística de vários aspectos da ocorrência do spread F são apresentados usando radar HF/VHF e radar de espalhamento incoerente localizados em três estações equatoriais: Christmas Island, São Luís and Jicamarca. Os parâmetros do spread F obtidos dos radares apresentados aqui são altura inicial e tempo inicial do bottom-type e da pluma, e a altura pico da pluma de radar os quais estão associ-ados com as características da ocorrência do spread F. O estudo revela resultados originais, como a dependência da ocorrência do spread F com a sazonalidade e fluxo solar sobre Christmas Island/São Luís, e dependência longitudinal das características da ocorrência do spread F destas três estações baseada nesses parâmetros. Desenvolveu-se um modelo empírico gerado a partir da análise estatística das estações equatoriais e separadas longitudinalmente. Este tipo de estudo é importante para entender os mecanismos de geração de irregularidades para programas como previsão em tempo real do clima espacial, e o melhoramento de modelos de alerta de cintilações. Foi realizada uma análise quantitativa do papel do PRE como um mecanismo pré-condicionador que através do processo de instabilidade RT leva ao desenvolvimento de bolhas de plasma sobre a América do Sul. Para alcançar este objetivo as detecções de depleções nos valores de TEC foi usado um algoritmo de detecção de bolhas de plasma. O algoritmo de detecção de bolhas na ionosfera, e os parâmetros da digissonda nos fornecem informações sobre as condições do ambiente ionosférico, e ambos estão relacionados à geração e evolução das bolhas de plasma. Encontrou-se que em condições de mínimo solar, a camada F está relativamente em baixa altitude, as perturbações tipo onda verticalmente propagantes, que podem alcançar a parte baixa da região F e contribuem para a geração da instabilidade RT e seus processos de cascata. Estas perturbações podem ser originadas por ondas de gravidade, e servindo como mecanismo gerador /precursor do spread F equatorial. As ondas de rádio são afetadas por fenômenos de reflexão, refração, difração, absorção, despolarização e espalhamento. Este sinal de rádio é afetado pelas mudanças do perfil vertical da temperatura e do vapor de água na troposfera e densidade de ionização na ionosfera. Como fatores que influenciam a propagação de sinais de rádio na ionosfera temos a camada E esporádica, espalhamento F equatorial, estruturas alongadas (bolhas de plasma) na camada ionosférica, explosões solares, tempestades geomagné-ticas,e outros eventos solares. A turbulência do plasma associada a bolhas de plasma equatorial é geralmente a mais intensa encontrada no globo e sua ocorrência está associada à sazonalidade, longitude, ciclo solar, atividade magnética, exibindo um grande grau de variabilidade dia a dia. O Modelo de Irregularidades para a Predição de Cintilação usado como base desta tese é descrito nos artigos COSTA e BASU (2002), COSTA et al, (2011), valendo-se da técnica “{multiple phase screen}” (técnica numérica eficiente para simular a propagação de ondas de rádio através de um meio aleatório, gerando flutuações na fase e na amplitude do sinal para acumulá-los dentro do meio) para modelar o índice de cintilação 54 no solo. Encontrou-se que os parâmetro instrumentais do radar de São Luís assim como os parâmetros espectrais das irregularidades ionosféricas são determinantes e ao mesmo ponto críticos para a melhor predição do índice de cintilação no solo.