Modelagem ionosférica em baixas latitudes no Brasil

Ionospheric modelling at low latitudes in Brazil

Modelagem ionosférica em baixas latitudes no Brasil

Jonas Rodrigues de Souza

Tese de Doutorado em Geofísica Espacial, orientada pelos Drs. Mangalathayil Ali Abdu e Inez Staciarini Batista, aprovada em 27 de maio de 1997 (INPE/MCT).

Neste trabalho, o modelo ionosférico SUPIM (Sheffield University Plasmasphere-Ionosphere Model) é utilizado para calcular os parâmetros ionosféricos foF2 e hmF2, e os resultados do modelo são comparados com dados de ionossondas registrados em Huancayo, Peru, em Fortaleza e em Cachoeira Paulista, Brasil. Os parâmetros de entrada do SUPIM, tais como, fluxo solar EUV (Extremo Ultra-Violeta), campos elétricos e ventos termosféricos são então ajustados para que os resultados do modelo concordem com as observações. O estudo para Huancayo, o qual é feito para equinócio de atividade solar máxima, mostra que o fluxo solar EUV fornecido pelo modelo desenvolvido por Tobiska (l991) superestima o valor deste parâmetro em 40% e destaca a importância do uso das derivas da mesma época que os dados ionosféricos a serem estudados por modelagens. A parte mais importante deste trabalho é um estudo da região F ionosférica na região do Brasil usando o modelo SUPIM e dados de h’F, foF2 e hmF2 registrados simultaneamente em Fortaleza e em Cachoeira Paulista. Neste estudo são calculados a deriva equatorial E x B, o fluxo solar EUV, foF2, hmF2 e ventos termosféricos meridionais. Estes parâmetros são calculados para períodos geomagneticamente calmos e para atividade solar mínima e máxima. Para cada nível de atividade solar é analisado o comportamento da região F durante verão e inverno. O fluxo solar EUV, produzido pelo modelo do Tobiska (1991), apresenta resultados inconsistentes apenas para verão de atividade solar mínima, com valores subestímados em 25%. São incluídos os efeitos da Anomalia do Atlântico Sul sobre a ionosfera de Cachoeira Paulista no código do modelo SUPIM e os resultados mostram que estes efeitos apresentam variações sazonais, sendo desprezíveis durante inverno. Em Fortaleza, os parâmetros foF2 e hmF2 apresentam sensíveis variações devido às mudanças da deriva E x B. Mas, entre 07:00-15:00 horas, o parâmetro hmF2 também é fortemente controlado pela combinação de ventos e deriva. Em Cachoeira Paulista, os ventos locais controlam hmF2. Também sobre essa estação, constatamos que foF2 apresenta dependência significante dos ventos no seu ponto conjugado. É apresentado um estudo comparativo entre os ventos calculados neste trabalho (ventos ajustados), os ventos do modelo HWM9O, os ventos calculados por Medeiros (1995) e os dados de ventos obtidos pelo método de interferometria de Fabry-Perot. Os resultados mostram boa concordância dos ventos ajustados com os dados observados em Cachoeira Paulista e também mostram boa concordância com os resultados de Medeiros (1995) durante a tarde e à noite, exceto, durante inverno de atividade solar mínima. Analisando as variações de foF2 com a latitude e com a hora local constatamos que a intensidade máxima do pico da Anomalia Equatorial forma-se mais cedo na hemisfério de inverno do que no hemisfério de verão.

Ionospheric modelling at low latitudes in Brazil- In this work, the ionospheric model SUPIM (Sheffield University Plasmasphere-lonosphere Model) is used to calculate the ionospheric parameters foF2 and hmF2, and the model results are compared with ionosonde data recorded at Huancayo, Peru, at Fortaleza and Cachoeira Paulista, in important part of this work is a study of the ionospheric F region over Brazil using SUPIM and h’F, foF2 and hmF2 data recorded simultaneously at Fortaleza and at Cachoeira Paulista. In this study, equatorial

E x B dfift, foF2, hmF2 and meridional thermospheric winds are calculated for geomagnetically calm periods and also for minimum and maximum solar activity conditions. For each solar activity level the F region behaviour during summer and winter is examined. The solar EUV flux using Tobiska (1991) model shows inconsistent result only for summer of minimum solar activity, indicating an underestimate of his flux values by 25%. The South Atlantic Anomaly effects in the ionosphere over Cachoeira Paulista are also taken into account in the SUPIM code, and the results indicate a seasonal variation with negligible effect during the winter. At Fortaleza, the parameters foF2 and hmF2 show sensitive variation due to changes in

E x B drift. But, between 07:00-15:00 LT, the parameter hmF2 is also strongly controlled by combination of the winds and drifts. At Cachoeira Paulista, the local winds control hmF2. Also we verify that foF2 at this station shows significant dependence on the winds at magnetic conjugate point of Cachoeira Paulista. Comparative study of the calculated winds in this work (adjusted winds), the HWM90 model winds, the calculated winds by Medeiros (1995) and the winds data recorded by Fabry-Perot interferometer at Cachoeira Paulista is also done. The results show good agreement of the adjusted winds with the observed data and also show good agreement with the model of Medeiros (1995) during the evening and the night, except, during the winter of minimum solar activity. Analysing foF2 variation with the latitude and with the local time we verify that the Equatorial Anomaly peak reaches maximum intensity earlier in the winter hemisphere than in the summer hemisphere.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  18 Maio 2000
• Data do Fascículo
  Mar 1999