Modelagem de ventos neutros termosféricos para o território brasileiro por meio de simulação numérica
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2016 |
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/2016/05.27.15.28 |
Resumo: | Os ventos neutros termosféricos são responsáveis por boa parte das incertezas relacionadas em trabalhos ionosféricos pois apresentam significativas mudanças de dia a dia, não são previstos com facilidade e tampouco têm boa distribuição espacial e temporal de medidas. Além disso, os modelos de ventos neutros atuais disponíveis, frequentemente, falham em reproduzir as condições reais da ionosfera, em especial para a região brasileira. Neste trabalho, o comportamento dos ventos neutros termosféricos é modelado sobre o território brasileiro, a partir de dados obtidos durante a campanha COPEX. Os parâmetros utilizados são as derivas verticais de plasma, a altura da camada F2 e a densidade de plasma obtidos por meio de observações sincronizadas de três ionossondas digitais instaladas nas localidades de Boa Vista (2,8$^{o}$ N, 60,7$^{o}$ O), Cachimbo (9,8$^{o}$ S e 54,8$^{o}$ O) e Campo Grande (20,5$^{o}$ S, 54,7$^{o}$ O). O modelo obtido permite examinar os efeitos dos ventos neutros na ionosfera em ambos hemisférios quando são comparadas as derivais verticais de plasma obtidas com aquelas observadas nos pontos conjugados magneticamente, nominalmente, Boa Vista e Campo Grande. As observações têm mostrado que existe assimetria na deriva vertical de plasma entre estas localidades e o modelo busca simular estas assimetrias. O modelo de vento neutro deste trabalho é obtido por solução numérica das equações diferenciais para as componentes zonal e meridional dos ventos termosféricos. Os resultados numéricos dos ventos são comparados com saídas do modelo semi-empírico global de ventos horizontais, o HWM, e a partir deles são calculadas novas derivas de plasma via solução da equação de movimento dos íons em estado estacionário. Estas derivas resultantes são usadas para avaliar a dinâmica do plasma sobre as estações ionosféricas utilizadas. O presente estudo demonstra a grande importância dos ventos neutros na compreensão do comportamento da deriva vertical de plasma durante períodos geomagneticamente calmos. Além disso, o modelo poderá ajudar a preencher a lacuna em termos do conhecimento que existe a respeito do comportamento dos ventos neutros sobre a região brasileira. |
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Além disso, os modelos de ventos neutros atuais disponíveis, frequentemente, falham em reproduzir as condições reais da ionosfera, em especial para a região brasileira. Neste trabalho, o comportamento dos ventos neutros termosféricos é modelado sobre o território brasileiro, a partir de dados obtidos durante a campanha COPEX. Os parâmetros utilizados são as derivas verticais de plasma, a altura da camada F2 e a densidade de plasma obtidos por meio de observações sincronizadas de três ionossondas digitais instaladas nas localidades de Boa Vista (2,8$^{o}$ N, 60,7$^{o}$ O), Cachimbo (9,8$^{o}$ S e 54,8$^{o}$ O) e Campo Grande (20,5$^{o}$ S, 54,7$^{o}$ O). O modelo obtido permite examinar os efeitos dos ventos neutros na ionosfera em ambos hemisférios quando são comparadas as derivais verticais de plasma obtidas com aquelas observadas nos pontos conjugados magneticamente, nominalmente, Boa Vista e Campo Grande. As observações têm mostrado que existe assimetria na deriva vertical de plasma entre estas localidades e o modelo busca simular estas assimetrias. O modelo de vento neutro deste trabalho é obtido por solução numérica das equações diferenciais para as componentes zonal e meridional dos ventos termosféricos. Os resultados numéricos dos ventos são comparados com saídas do modelo semi-empírico global de ventos horizontais, o HWM, e a partir deles são calculadas novas derivas de plasma via solução da equação de movimento dos íons em estado estacionário. Estas derivas resultantes são usadas para avaliar a dinâmica do plasma sobre as estações ionosféricas utilizadas. O presente estudo demonstra a grande importância dos ventos neutros na compreensão do comportamento da deriva vertical de plasma durante períodos geomagneticamente calmos. Além disso, o modelo poderá ajudar a preencher a lacuna em termos do conhecimento que existe a respeito do comportamento dos ventos neutros sobre a região brasileira.The termospheric neutral winds are responsible for much of the uncertainties related in ionospheric works because they present significant changes from day to day, they are not easily predicted nor have good spatial and temporal measures distribution. In addition, current neutral wind models available often fail to reproduce the actual conditions of the ionosphere, in particular for the Brazilian region. In this work, the behavior of thermospheric neutral winds is modeled on the Brazilian territory from data obtained during COPEX campaign. The parameters used are the vertical plasma drift, the height of the F2 layer and the plasma density obtained by observations from three synchronized digital ionosonde installed on Boa Vista (2.8$^{o}$ N, 60.7$^{o}$ W), Cachimbo (9.8$^{o}$ S and 54.8$^{o}$ W) and Campo Grande (20.5$^{o}$ S, 54.7$^{o}$ W). The model obtained allows to examine the effects of neutral winds in the ionosphere in both hemispheres when vertical plasma drifts obtained are compared with those observed in the magnetically conjugate points, namely, Boa Vista and Campo Grande. The observations have shown that there is asymmetry in the plasma vertical drift between the locations and the model tries to simulate these asymmetries. The neutral wind model of this work is obtained by numerical solution of differential equations for the zonal and meridional components of thermospheric winds. The numerical results of the winds are compared with outputs of the semi-empirical Horizontal Wind Model, the HWM, and from them are calculated new plasma drifts through the solution of ion motion equation in steady state. These resulting drifts are used to assess the dynamics of the plasma of the ionospheric stations used. This study demonstrates the importance of the neutral winds in understanding the behavior of the plasma vertical drift during quiet geomagnetic conditions. In addition, the model can help fill the gap in knowledge that exists regarding the behavior of the neutral winds on the Brazilian region.http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/05.27.15.28info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:55:08Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/05.27.15.28.18-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:55:08.881Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false |
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Os ventos neutros termosféricos são responsáveis por boa parte das incertezas relacionadas em trabalhos ionosféricos pois apresentam significativas mudanças de dia a dia, não são previstos com facilidade e tampouco têm boa distribuição espacial e temporal de medidas. Além disso, os modelos de ventos neutros atuais disponíveis, frequentemente, falham em reproduzir as condições reais da ionosfera, em especial para a região brasileira. Neste trabalho, o comportamento dos ventos neutros termosféricos é modelado sobre o território brasileiro, a partir de dados obtidos durante a campanha COPEX. Os parâmetros utilizados são as derivas verticais de plasma, a altura da camada F2 e a densidade de plasma obtidos por meio de observações sincronizadas de três ionossondas digitais instaladas nas localidades de Boa Vista (2,8$^{o}$ N, 60,7$^{o}$ O), Cachimbo (9,8$^{o}$ S e 54,8$^{o}$ O) e Campo Grande (20,5$^{o}$ S, 54,7$^{o}$ O). O modelo obtido permite examinar os efeitos dos ventos neutros na ionosfera em ambos hemisférios quando são comparadas as derivais verticais de plasma obtidas com aquelas observadas nos pontos conjugados magneticamente, nominalmente, Boa Vista e Campo Grande. As observações têm mostrado que existe assimetria na deriva vertical de plasma entre estas localidades e o modelo busca simular estas assimetrias. O modelo de vento neutro deste trabalho é obtido por solução numérica das equações diferenciais para as componentes zonal e meridional dos ventos termosféricos. Os resultados numéricos dos ventos são comparados com saídas do modelo semi-empírico global de ventos horizontais, o HWM, e a partir deles são calculadas novas derivas de plasma via solução da equação de movimento dos íons em estado estacionário. Estas derivas resultantes são usadas para avaliar a dinâmica do plasma sobre as estações ionosféricas utilizadas. O presente estudo demonstra a grande importância dos ventos neutros na compreensão do comportamento da deriva vertical de plasma durante períodos geomagneticamente calmos. Além disso, o modelo poderá ajudar a preencher a lacuna em termos do conhecimento que existe a respeito do comportamento dos ventos neutros sobre a região brasileira. |
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The termospheric neutral winds are responsible for much of the uncertainties related in ionospheric works because they present significant changes from day to day, they are not easily predicted nor have good spatial and temporal measures distribution. In addition, current neutral wind models available often fail to reproduce the actual conditions of the ionosphere, in particular for the Brazilian region. In this work, the behavior of thermospheric neutral winds is modeled on the Brazilian territory from data obtained during COPEX campaign. The parameters used are the vertical plasma drift, the height of the F2 layer and the plasma density obtained by observations from three synchronized digital ionosonde installed on Boa Vista (2.8$^{o}$ N, 60.7$^{o}$ W), Cachimbo (9.8$^{o}$ S and 54.8$^{o}$ W) and Campo Grande (20.5$^{o}$ S, 54.7$^{o}$ W). The model obtained allows to examine the effects of neutral winds in the ionosphere in both hemispheres when vertical plasma drifts obtained are compared with those observed in the magnetically conjugate points, namely, Boa Vista and Campo Grande. The observations have shown that there is asymmetry in the plasma vertical drift between the locations and the model tries to simulate these asymmetries. The neutral wind model of this work is obtained by numerical solution of differential equations for the zonal and meridional components of thermospheric winds. The numerical results of the winds are compared with outputs of the semi-empirical Horizontal Wind Model, the HWM, and from them are calculated new plasma drifts through the solution of ion motion equation in steady state. These resulting drifts are used to assess the dynamics of the plasma of the ionospheric stations used. This study demonstrates the importance of the neutral winds in understanding the behavior of the plasma vertical drift during quiet geomagnetic conditions. In addition, the model can help fill the gap in knowledge that exists regarding the behavior of the neutral winds on the Brazilian region. |
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Os ventos neutros termosféricos são responsáveis por boa parte das incertezas relacionadas em trabalhos ionosféricos pois apresentam significativas mudanças de dia a dia, não são previstos com facilidade e tampouco têm boa distribuição espacial e temporal de medidas. Além disso, os modelos de ventos neutros atuais disponíveis, frequentemente, falham em reproduzir as condições reais da ionosfera, em especial para a região brasileira. Neste trabalho, o comportamento dos ventos neutros termosféricos é modelado sobre o território brasileiro, a partir de dados obtidos durante a campanha COPEX. Os parâmetros utilizados são as derivas verticais de plasma, a altura da camada F2 e a densidade de plasma obtidos por meio de observações sincronizadas de três ionossondas digitais instaladas nas localidades de Boa Vista (2,8$^{o}$ N, 60,7$^{o}$ O), Cachimbo (9,8$^{o}$ S e 54,8$^{o}$ O) e Campo Grande (20,5$^{o}$ S, 54,7$^{o}$ O). O modelo obtido permite examinar os efeitos dos ventos neutros na ionosfera em ambos hemisférios quando são comparadas as derivais verticais de plasma obtidas com aquelas observadas nos pontos conjugados magneticamente, nominalmente, Boa Vista e Campo Grande. As observações têm mostrado que existe assimetria na deriva vertical de plasma entre estas localidades e o modelo busca simular estas assimetrias. O modelo de vento neutro deste trabalho é obtido por solução numérica das equações diferenciais para as componentes zonal e meridional dos ventos termosféricos. Os resultados numéricos dos ventos são comparados com saídas do modelo semi-empírico global de ventos horizontais, o HWM, e a partir deles são calculadas novas derivas de plasma via solução da equação de movimento dos íons em estado estacionário. Estas derivas resultantes são usadas para avaliar a dinâmica do plasma sobre as estações ionosféricas utilizadas. O presente estudo demonstra a grande importância dos ventos neutros na compreensão do comportamento da deriva vertical de plasma durante períodos geomagneticamente calmos. Além disso, o modelo poderá ajudar a preencher a lacuna em termos do conhecimento que existe a respeito do comportamento dos ventos neutros sobre a região brasileira. |
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