Estudo de micropulsações geomagnéticas Pc3-5 em latitudes muito baixas, no Brasil
Ademilson Zanandrea
Tese de Doutorado em Ciência Espacial/Geofisica Espacial, orientada pelo Dr. José Marques da Costa e pelo Dr. Severino Luiz Guimarães Dutra, aprovada em 11 de dezembro de 1998.
Neste estudo, procurou-se compreender os mecanismos de geração e modos de propagação de micropulsações Pc3-5, em latitudes muito baixas e equatoriais. Usou-se dados simultâneos observados corn uma cadeia de 10 estações geomagnéticas, no território brasileiro, dispondo de magnetômetros "fluxgate" de alta sensibilidade. Utilizou-se o método de estimação espectral por múltiplas janelas, baseado na Transformada Rápida de Fourier (FFT), para obter os espectros de potência, parâmetros de polarização e fase das micropulsações. Observou-se um aumento na ocorrência das pulsações Pc3-5 altamente polarizadas, atingindo o máximo próximo ao meio dia local (14:00 e 15:00 UT) nas estações mais próximas ao equador magnético. Os espectros dinâmicos mostraram a ocorrência de 81 eventos simultâneos de pulsações Pc3-4 com alto grau de polarização, principalmente durante o dia. Os eventos diurnos mostraram um aumento de 3,2 vezes na densidade de potência polarizada para as pulsações observadas nas estações próximas do equador magnético em comparação com as mais distantes. As fases das pulsações mostraram atrasos entre 48o e 62o nas estações equatoriais em relação as mais distantes. Estes efeitos estão relacionados ao aumento da condutividade ionosférica e da intensidade de eletrojato equatorial. As curvas de densidade de potência polarizada para as 10 estações mostraram um comportamento idêntico, com picos máximos ocorrendo na mesma freqüência. Isto esta possivelmente relacionado ao modo de oscilação global da cavidade plasmasférica. A elipticidade mostrou-se quase-linear, com eixo maior na direção norte-sul, devido ao fato de que as oscilações poloidais das linhas de campo magnéticas são quase desacopladas. A amplitude da componentes norte-sul mostrou-se maior que a oeste-leste. Estes resultados são uma evidência de que o mecanismo da ressonância das linhas de campo não explica as micropulsações Pc3-4 observadas em latitudes muito baixas e equatoriais. 0 aumento na ocorrência de eventos Pc3-4 durante o dia, com máximo próximo ao meio-dia local e presença predominante do modo poloidal (compressional), está, provavelmente associado com a propagação da onda compressional, proveniente da instabilidade íon-ciclotrônica na região da frente de choque, que se propaga na magnetosfera em baixas latitudes. A propagação desta onda pode excitar o modo compressional aprisionado ou o modo global compressional. O fenômeno resultante das oscilações forçadas das linhas de campo na plasmasfera é o mais provável mecanismo fonte das pulsações Pc3-4 em latitudes muito baixas e equatoriais.
Pc3-5 study of geomagnetic micropul-sations at very low latitude, in Brazil-This study is aimed at the understanding of source mechanisms and propagation modes of Pc3-5 micropulsations at very low and equatorial latitudes. It used simultaneous data measured with a chain of 10 geomagnetic stations in Brazil using high sensitive fluxgate magnetometers. Multiple tapered spectral estimation method based on Fast Fourier Transforms (FFT) was used to obtain micropulsation power spectra, polarization parameters and phases. It was observed an increase in the occurrence of highly polarized Pc3-5 pulsations, reaching maxima close to local noon (14:00 and 15:00 UT) in the stations nearest to the magnetic equator. The dynamic spectra showed the occurrence of 81 simultaneous events of Pc3-4 pulsations with high degree of polarization, mainly during daytime. The diurnal events showed increases in the polarized power density of 3,2 times for pulsations observed at stations close to the magnetic equator in comparison to the more distant ones. The phase of the pulsations observed at station close to the magnetic equator showed a delay of 48o and 62o in to relation to the most distant one. This effect is clearly related to the increase of ionospheric conductivity and equatorial electrojet intensity. The polarized power density curves for all the 10 stations showed a similar behaviour, the maximum peaks occurring at same frequency. This may indicate a possible link to the plasmaspheric cavity global oscillation mode. The ellipticity was quase-linear, with the larger axis in the north-south direction, due to the fact that the poloidal mode is almost uncoupled from the oscillation of magnetic field lines. The amplitude of north-south component is much larger than the west-east one. These results could be an evidence that field line resonance mechanism does not explain Pc3-5 micropulsations observed at very low and equatorial latitudes. The increase in the occurrence of Pc3-4 diurnal events is probably associated with incoming compressional waves resulted from bow shock ion cyclotron instabilities that propagate in the magnetosphere at low latitudes. The propagation of the compressional waves may excite the trapped compressional mode or the compressional global mode. The resulting phenomenon, field lines forced oscillations in the plasmasphere, may be a possible source mechanism for Pc3-4 pulsations at very low latitudes.
Datas de Publicação
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Publicação nesta coleção
21 Dez 2000 -
Data do Fascículo
Nov 1999
