A importância do "Dia Quieto" na Absorção Ionosférica da Camada D da ionosfera e sua aplicação para os dados de riômetros da Estação Antártica Comandante Ferraz

The importance of "Quiet Day" in the ionosphere absorption in the D-layer and its application to the data of riometers of Antartic Station Comandante Ferraz

A importância do "Dia Quieto"na Absorção Ionosférica da Camada D da ionosfera e sua aplicação para os dados de riômetros da Estação Antártica Comandante Ferraz

Brum, Christiano G. M.

Dissertação de Mestrado em Geofísica Espacial, orientada pelo Dr. René A. Medrano-Balboa, aprovada em 31 de maio de 1999 (GES/INPE)

O Dia Quieto (QD) é usado para o cálculo da Absorção Ionosférica do Ruído Cósmico na Camada D da ionosfera. Sua utilização é importante no estudo de eventos transientes na ionosfera (de poucas horas a alguns dias). Para este trabalho foram utilizados dados (1987 à 1997) de três Riômetros instalados na Estação Antártica Comandante Ferraz (68^oS, 58^oW), estando estes conectados a antenas apontadas para três direções diferentes (vertical, sul e oeste magnético). Para o estudo da variação de amplitude dos QDs do período analisado, foram escolhidos três QDs do início do mesmo período (1989), um para cada antena, os quais foram submetidos a um alisamento polinomial. A partir do alisamento polinomial destas três curvas pré-selecionadas (dia padrão), efetuou-se o cálculo da Absorção Ionosférica Relativa (A_I), que é em essência a comparação logarítmica do dia padrão e o dia considerado calmo. Por fim criou-se o parâmetro da Absorção Ionosférica Relativa Total (A_T), que é a integração da A_I durante um dia. Este parâmetro (A_T) quantifica a diferença da amplitude entre os dias quietos. Através da variação do A_T durante o período estudado, constatou-se que o mesmo apresentou um comportamento oposto ao número de manchas solares (atividade solar) e semelhante a incidência de Raios Cósmicos Galácticos, registrados por monitor de neutrons em Thule e Climax (rigidez de corte magnética 0.00 e 2.97, respectivamente). Tal fato sugere que houve uma contribuição acima do esperado dos raios cósmicos galácticos na ionização da Camada D da ionosfera. Esta interpretação é substanciada pelos altos valores dos índices de correlação linear obtidos entre os ajustes polinomiais de A_T e dos ajustes polinomiais do número de partículas cósmicas incidentes (» 0.970). Pelo deslocamento dos mínimos correspondentes aos ajustes polinomiais dos raios cósmicos e dos A_T da antena vertical, comparados com o máximo do número de manchas solares, inferiu-se a ordem cronológica entre os fenômenos estudados. Estes resultados são consistentes com a ação da atividade solar que através do campo magnético interplanetário, modula a chegada dos raios cósmicos galácticos na atmosfera terrestre, modulando por sua vez, o estado de ionização da Camada D. Concluí-se também que não é possível determinar um QD padrão para um período extenso, uma vez os QDs dependem da atividade solar.

The importance of "Quiet Day" in the ionosphere absorption in the D-layer and its application to the data of riometers of Antartic Station Comandante Ferraz - The Quiet Day (QD) in riometer studies is used to compute the cosmic noise ionosphere absorption in the D-layer. Its use is specially important in the study of ionosphere transient events. In this work riometer data from three different directions (vertical, magnetic south and west) corresponding to the interval from 1987 to 1997 were used. The riometer-antenna systems are installed at the Brazilian Antarctic Station Comandante Ferraz (68^oS, 58^oW). Three QDs from the beginning of 1989 for each direction, were chosen as basis to study the amplitude variations of the QDs along the interval. A logarithmic comparison (here called "relative ionospheric absorption) of each of these pre-selected QDs with the quiet days along the interval was performed. In order to have a parameter that quantifies the amplitude variation a Total Relative Absorption A_T index is introduced. The plot of A_T shows an anti-correlation behavior with the sunspot number (which represents the solar activity) but it also shows a good correlation with neutron monitor data of the same period from Thule and Climax Stations (0 and 2.97 magnetic rigidity, respectively). These results suggest that the contribution of the galactic cosmic rays to the ionization of the D-region is more than expected. The correlation coefficients between the polynomial best fit of A_T and the corresponding to the cosmic radiation are rather high (» 0.970). From the lag time for the best fit of the cross-correlation was possible to infer a chronological order of the phenomena involved. The results obtained are consistent with what one would expect in terms of effect of the solar activity, through the interplanetary magnetic field, on the arrival of the galactic cosmic rays and, hence, on the ionization state of the D-region. It is also concluded that there is no single QD to be used for an extended period of time because of QD dependence on solar activity.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  21 Dez 2000
• Data do Fascículo
  Nov 1999