A camada ionosférica F3

The ionospheric F3 layer

Paulo F. Barbosa Neto

A camada ionosférica F3

Barbosa Neto, Paulo F.

Dissertação de Mestrado em Geofísica Espacial, orientada pela Dra. Inez Staciarini Batista, aprovada em 13 de agosto de 1999 (GES/INPE)

Ionogramas gravados nas vizinhanças de Fortaleza (40 S, 38 0 W; 7 0 S latitude magnética), mostraram a evidência direta de uma camada adicional ocorrendo, geralmente, na altura virtual de 650 km em regiões próximas ao equador magnético, e preferencialmente na faixa de hora que varia de 0930 UT (0630 LT) a 1730 UT (1430 LT). Esta camada foi denominada camada F3 e sua evidência indireta tem sido discutida em recentes trabalhos de modelagens. A combinação do campo magnético dirigido para o norte com o campo elétrico leste-oeste produz uma deriva vertical ascendente que origina uma fonte de plasma no topo da ionosfera durante a manhã. Essa fonte eleva o plasma e sob condições adequadas de campo magnético e vento forma a camada adicional F3 em latitudes próximas ao equador. Durante alguns períodos a camada F3 pode possuir densidade de pico maior que a densidade da camada F2, o que possibilita detecção por ionossondas localizadas no solo. Neste estudo é apresentada uma análise dos ionogramas registrados em Fortaleza para estudar a ocorrência da camada F3. A base de dados de Fortaleza foi analisada para estabelecer a dependência com estações do ano, atividade solar e atividade magnética. Além disso, tendo em vista o deslocamento do equador magnético para o norte, na região brasileira, estes dados foram utilizados para tentar estabelecer o limite (em termos de latitude magnética) de ocorrência da camada F3. Observou-se que a camada ocorre principalmente nos solstícios de dezembro e junho, durante períodos de baixa atividade solar e magneticamente calmos. Durante os períodos de equinócio a ocorrência da camada é mais baixa, em Fortaleza, não mostrando uma dependência muito bem definida com atividade solar e magnética. A comparação das observações com resultados de modelos mostraram que o vento do modelo HWM não é apropriado para descrever a dinâmica da região equatorial brasileira durante período de inverno, baixa atividade solar.

The ionospheric F3 layer - Ionograms recorded at vicinity of Fortaleza (40 S, 38 0 W; 7 0 S magnetic latitude) showed the direct evidence of an additional layer occurring, in general, about virtual height of 650 km, in regions close to the magnetic equator, in a time range from height 0930 UT (0630 LT) to 1730 UT (1430 LT). This layer was named F3 layer and its indirect evidence has been studied at modeling works. The north-south magnetic field combined with east-west electric field generates a plasma fountain at topside ionosphere during morning hours. Under the adequate conditions of magnetic field and wind the plasma fountain forms the additional F3 layer at latitudes close to the magnetic equator. The F3 layer peak density can be greater than F2 layer density during some hours, making it possible its observation from ground-based ionosondes. In the present work we show an analysis of ionograms registered at Fortaleza to study F3 layer occurrence. Fortaleza data were used to establish the variation of the F3 layer occurrence with season, solar activity and magnetic activity. Furthermore, the data was used to try to establish the limit ( in terms of magnetic latitude) of F3 layer occurrence. We observed that the F3 layer occurs mainly during December and June solstices of low activity years, and during geomagnetically quiet periods. The occurrence of the layer during equinoxes, on the other hand, does not show a well defined dependence on geomagnetic and solar activity. The comparison of observations with model results showed that the HWM wind model is not appropriate to describe the Brazilian low latitude dynamics during winter, low solar activity conditions.

Datas de Publicação

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