Desenvolvimento e análise de um índice ionosférico baseado em dados de Conteúdo Eletrônico Total

• Autor(a) principal: Giorgio Arlan da Silva Picanço
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/03.12.22.27

Neste trabalho, apresenta-se um estudo sobre o desenvolvimento e a análise de um índice ionosférico baseado em dados de Conteúdo Eletrônico Total (TEC), denominado índice local de perturbações ionosféricas (LDIX). Para auxiliar esta pesquisa, estudaram-se as perturbações ionosféricas observadas durante períodos geomagneticamente calmos e perturbados. Para isso, foram analisados dez períodos específicos do ano de 2015, sendo cinco para cada condição geomagnética. O índice LDIX foi calculado ao longo de todos esses períodos e os resultados obtidos foram comparados com diversos parâmetros ionosféricos e magnéticos conhecidos e consolidados na literatura, tais como o foF2, o hF e o ΔH. Na análise comparativa, também foram utilizados os índices geomagnéticos Kp, AE e Dst, assim como outros parâmetros dos ionogramas, mapas de TEC e o índice ionosférico DIX. As variações dos períodos geomagneticamente perturbados foram analisadas de acordo com os processos físicos que ocorrem durante tempestades geomagnéticas (e.g. penetração de campos elétricos, dínamo perturbado). Adicionalmente, as variações observadas durante os períodos geomagneticamente calmos foram analisadas de acordo com os processos ionosféricos de origem interna (e.g. bolhas de plasma, dinâmica da atmosfera). No intuito de qualificar o resultado do novo índice quanto à forma de cálculo do TEC que leva ao LDIX, foi verificada a diferença entre os valores de LDIX calculados a partir do TEC obtido dos TECMAPs do Programa Embrace/INPE e o TEC obtido diretamente de dados de GNSS, sendo esta diferença média estimada em ~7,8%. Essa análise revelou que não há divergências significativas entre as formas de cálculo do LDIX. Quanto aos demais resultados, verificou-se que os índices LDIX e DIX apresentaram pequenas discrepâncias pontuais na ausência de variações ionosféricas de grande amplitude. Outro ponto relevante observado foram as limitações que o índice DIX apresentou quanto à detecção de perturbações ionosféricas de caráter diurno. Em contrapartida, o índice LDIX foi capaz de detectar tais perturbações, variando seu valor de forma gradativa. Verificou-se, ainda que o índice DIX apresentou discordâncias com relação ao LDIX, indicando perturbações inexistentes no TEC. Essas variações foram classificadas como falsos positivos nas análises deste trabalho. Adicionalmente, verificou-se uma forte relação entre os processos físicos observados no parâmetro foF2 e as perturbações observadas no LDIX, o que constata a significância física do LDIX. Nesse contexto, o LDIX mostrou-se superior ao índice DIX, visto que este não apresentou a mesma similaridade física com relação ao parâmetro foF2. Finalmente, verificou-se que o índice LDIX é capaz de detectar as respostas ionosféricas da ocorrência de campos elétricos do tipo overshielding, campos elétricos do dínamo perturbado (DDEF) e de bolhas de plasma de forma localizada.