Formação e desenvolvimento de bolhas de plasma na ionosfera equatorial: observação e simulação

• Autor(a) principal: Diego Barros Silva
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/11.14.20.20

O objetivo do presente trabalho foi estudar a formação e o desenvolvimento de bolhas de plasma ionosféricas sobre a América do Sul utilizando dados de Conteúdo Eletrônico Total (em inglês, ${''}$Total Electron Content - TEC${''}$) e um modelo ionosférico de simulação numérica. As análises das bolhas de plasma foram realizadas utilizando a técnica de mapeamento de TEC. O contínuo monitoramento do TEC permitiu observar as bolhas desde o momento da sua geração, logo após o pôr do Sol, até o seu desaparecimento. Além disso, a extensa cobertura espacial do TEC possibilitou observar as bolhas na região do Equador magnético e seu desenvolvimento até 35${o}$S de latitude. Neste trabalho, foram analisados dados de TEC obtidos entre janeiro de 2012 e fevereiro de 2016, dos quais foi possível caracterizar as bolhas de plasma em 655 noites. Dentre os principais resultados, destacam-se: (1) a velocidade de deriva zonal das bolhas de plasma apresentou um visível gradiente latitudinal, variando de 123 m/s, no Equador, para 65 m/s, em 35${o}$S de latitude; (2) na maioria dos casos, a ocorrência das bolhas de plasma apresentou uma distribuição longitudinal periódica, onde foi possível observar de 3 a 4 bolhas de plasma equidistantes. A distância entre bolhas adjacentes também apresentou um claro gradiente latitudinal, variando de 920 km, no Equador, para 640 km, em 35${o}$S de latitude. Em algumas ocasiões, foram observadas distâncias entre bolhas adjacentes maiores do que 2000 km no Equador; (3) em $\sim$ 88\% dos casos, as bolhas de plasma se desenvolveram até 20${o}$S de latitude, o que corresponde a uma altura de Apex de 777 km. Houve casos em que se observaram bolhas de plasma que se desenvolveram até 30${o}$S de latitude, o que corresponde a uma altura de Apex de 1511 km; (4) a extensão latitudinal das bolhas de plasma apresentou uma considerável inclinação em relação às linhas de campo magnético, apresentando uma boa concordância com a média mensal da variação latitudinal do vento zonal descrito pelo modelo HWM14; (5) as análises do desenvolvimento meridional das bolhas de plasma mostraram que, em alguns casos, as bolhas de plasma podem apresentar um deslocamento para o norte ou para o sul do Equador magnético. Consequentemente, as bolhas de plasma apresentaram uma assimetria no seu desenvolvimento meridional em torno do Equador magnético. A maior ocorrência do deslocamento meridional para o norte (sul) do Equador magnético foi observada nos meses de janeiro e dezembro (março/abril e setembro/outubro), e a menor nos meses de março/abril e agosto/setembro (janeiro e dezembro). Assimetrias no desenvolvimento meridional das bolhas de plasma até então não foram estudadas. Para investigar estas assimetrias, foi utilizado um modelo numérico que considera a ação do vento neutro para simular a formação de bolhas de plasma sobre o Equador magnético e seu desenvolvimento até 30${o}$S de latitude. As simulações numéricas mostraram que um vento meridional transequatorial é capaz de causar assimetrias no desenvolvimento meridional das bolhas de plasma. Um vento meridional transequatorial dirigido para norte (sul) causa um deslocamento das bolhas de plasma para o norte (sul) do Equador magnético.