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@MastersThesis{Fornari:2016:EsTéFr,
               author = "Fornari, Gabriel",
                title = "Estudo de t{\'e}cnicas fractal e multifractal para an{\'a}lise 
                         de irregularidades na ionosfera equatorial",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2016",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2016-05-13",
             keywords = "ionosfera equatorial, bolhas de plasma, medidas in situ, 
                         an{\'a}lise espectral, comportamento multifractal, equatorial 
                         ionosphere, plasma bubbles, in situ measurements, spectral 
                         analysis, multifractal behaviour.",
             abstract = "O estudo das irregularidades do plasma ionosf{\'e}rico 
                         avan{\c{c}}ou significativamente nas {\'u}ltimas d{\'e}cadas, 
                         devido ao esfor{\c{c}}o combinado envolvendo 
                         simula{\c{c}}{\~a}o computacional, t{\'e}cnicas de sondagem 
                         remota e medidas in situ utilizando instrumentos a bordo de 
                         foguetes e sat{\'e}lites. Modelos relacionados ao mecanismo de 
                         instabilidade de Rayleigh-Taylor procuram explicar o aparecimento 
                         e evolu{\c{c}}{\~a}o de um tipo de irregularidade, conhecida 
                         como \${{"}}\$bolha de plasma\${{"}}\$, que surge a partir de 
                         perturba{\c{c}}{\~o}es na base da regi{\~a}o F e evolui em 
                         dire{\c{c}}{\~a}o ao topo da ionosfera noturna com diferentes 
                         tamanhos de escala. O entendimento sobre a rela{\c{c}}{\~a}o 
                         entre irregularidades de diferentes escalas adv{\'e}m, 
                         principalmente, da an{\'a}lise da inclina{\c{c}}{\~a}o do 
                         ajuste linear de intervalos de frequ{\^e}ncia do espectro de 
                         pot{\^e}ncia de Fourier obtidos para s{\'e}ries temporais 
                         extra{\'{\i}}das de medidas de par{\^a}metros do plasma 
                         ionosf{\'e}rico. Alguns autores acreditam que as 
                         varia{\c{c}}{\~o}es observadas no padr{\~a}o dessas 
                         inclina{\c{c}}{\~o}es seriam decorrentes de um efeito tipo 
                         cascata direta, onde irregularidades maiores d{\~a}o origem a 
                         menores. Seja pela limita{\c{c}}{\~a}o dos dados 
                         dispon{\'{\i}}veis ou das t{\'e}cnicas utilizadas em diversos 
                         estudos, esse problema segue em aberto. O presente trabalho se 
                         prop{\~o}e a realizar uma an{\'a}lise espectral de medidas in 
                         situ de flutua{\c{c}}{\~o}es de densidade eletr{\^o}nica e 
                         campo el{\'e}trico da ionosfera equatorial na presen{\c{c}}a de 
                         bolhas de plasma, obtidas a partir de instrumentos a bordo de um 
                         foguete de sondagem, utilizando as t{\'e}cnicas de DFA e MF-DFA, 
                         para a seguir comparar os resultados da primeira com seus 
                         respectivos espectros de Fourier. O primeiro m{\'e}todo permite a 
                         an{\'a}lise de s{\'e}ries temporais n{\~a}o estacion{\'a}rias, 
                         enquanto o segundo pode revelar o comportamento multifractal de 
                         sinais. Devido a limita{\c{c}}{\~o}es intr{\'{\i}}nsecas dos 
                         dados, um estudo computacional comparativo dos m{\'e}todos com 
                         foco na sua efic{\'a}cia {\'e} tamb{\'e}m realizado usando 
                         s{\'e}ries temporais geradas por modelos. Os resultados revelam 
                         um comportamento similar entre o espectro de pot{\^e}ncia e o 
                         DFA, sendo que diferentes {\'{\i}}ndices espectrais, obtidos 
                         atrav{\'e}s do coeficiente angular de ajustes lineares, s{\~a}o 
                         exibidos por ambas as t{\'e}cnicas. No caso do MF-DFA, nenhum 
                         comportamento multifractal em dados de flutua{\c{c}}{\~a}o de 
                         densidade eletr{\^o}nica {\'e} encontrado. Por outro lado, os 
                         dados de flutua{\c{c}}{\~a}o de campo el{\'e}trico exibem 
                         comportamentos multifractais cuja amplitude espectral {\'e} 
                         suficientemente grande para garantir a confiabilidade dos 
                         resultados. ABSTRACT: The study of ionospheric plasma 
                         irregularities advanced significantly in recent decades, due to a 
                         combined effort involving computer simulation, remote sensing 
                         techniques and in situ measurements using instruments aboard 
                         rockets and satellites. Models related to Rayleigh-Taylor 
                         instability mechanism seek to explain the appearance and evolution 
                         of a kind of irregularity known as \${{"}}\$plasma 
                         bubble\${{"}}\$, which arises from disturbances on the basis of 
                         the F region and evolves toward the top of the nocturnal 
                         ionosphere with different scale sizes. The understanding of the 
                         relationship between different scales of irregularities comes 
                         mainly from the analysis of the slope of frequency ranges of 
                         Fourier power spectrum obtained from extracted time series of 
                         measurements of ionospheric plasma parameters. Some authors 
                         believe that the observed variations in the pattern of these 
                         slopes are derived from a direct cascade effect, where major 
                         irregularities give rise to smaller ones. Maybe due to the limited 
                         data available or the techniques used in the studies, this problem 
                         is still open. This study aims to perform a spectral analysis of 
                         electron density and electric field fluctuations of in situ 
                         measurements of equatorial ionosphere in the presence of plasma 
                         bubbles, obtained from instruments aboard a sounding rocket, using 
                         the techniques of DFA and MF-DFA, and to compare the results of 
                         the first with respective Fourier spectrums. The first method 
                         allows for the analysis of nonstationary time series, whereas the 
                         latter can reveal multifractal behavior in signals. Due to 
                         inherent limitations of the data, a comparative computational 
                         study of the methods focusing on their effectiveness is also 
                         performed using model-based time series. The results show a 
                         similar behavior between the power spectrum and DFA, and different 
                         spectral indices, obtained through the angular coefficient of 
                         linear fits, are revealed by both techniques. In the case of 
                         MF-DFA, no multifractal behavior in the electron density 
                         fluctuation data is found. On the other hand, the electric field 
                         fluctuation data exhibit behaviors multifractal the spectral 
                         amplitude is large enough to ensure reliability of results.",
            committee = "Chalhoub, Ezzat Selim (presidente) and Rosa, Reinaldo Roberto 
                         (orientador) and Meneses Junior, Francisco Carlos de (orientador) 
                         and Travelho, Jer{\^o}nimo dos Santos and Fernandes, Francisco 
                         Carlos Rocha and Gonz{\'a}lez, Arian Ojeda",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Study of fractal and multifractal techniques for analysis in 
                         equatorial ionosphere irregularities",
             language = "pt",
                pages = "157",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3LHFT8S",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34P/3LHFT8S",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "25 nov. 2020"
}


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