@PhDThesis{Mascarenhas:2011:EsIrIo,
author = "Mascarenhas, Matheus",
title = "Estudo de irregularidades ionosf{\'e}ricas atrav{\'e}s de
simula{\c{c}}{\~a}o num{\'e}rica e dados experimentais",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais",
year = "2011",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2010-12-09",
keywords = "instabilidade ionosf{\'e}rica, bolha de plasma ionosf{\'e}rico,
modelo e previs{\~a}o, dist{\'u}rbios ionosf{\'e}ricos,
ionospheric instabilities, ionospheirc plasma bubble, modeling and
forecasting, ionospheric disturbances.",
abstract = "Esta tese apresenta um estudo dos mecanismos de
gera{\c{c}}{\~a}o e evolu{\c{c}}{\~a}o das instabilidades
ionosf{\'e}ricas que geram as bolhas ionosf{\'e}ricas.
Atrav{\'e}s de dados obtidos de imageadores, digissondas, radar
de espalhamento coerente, sat{\'e}lites, e outros instrumentos de
sondagem ionosf{\'e}rica, principalmente os localizados em
S{\~a}o Jo{\~a}o do Cariri (imageador allsky 7,5ºS, 36,5ºO,
I=-20º), em S{\~a}o Lu{\'{\i}}s (digissonda e radar de
espalhamento coerente, 2,6ºS, 44,2ºO, I=-2º), Fortaleza
(digissonda 3,9ºS, 38,5ºO, I=-11º) e Cachoeira Paulista
(digissonda e imageador 22,6ºS, 45ºO, I=-32º), estudou-se os
mecanismos de gera{\c{c}}{\~a}o das bolhas ionosf{\'e}ricas com
o objetivo de identificar os par{\^a}metros geof{\'{\i}}sicos
que mais influenciam na gera{\c{c}}{\~a}o desses fen{\^o}menos.
Deu-se mais {\^e}nfase aos dias sob condi{\c{c}}{\~o}es
geomagn{\'e}ticas quietas, a fim de se evitar
perturba{\c{c}}{\~o}es decorrentes de tempestades
magn{\'e}ticas que interfiram nos processos de
gera{\c{c}}{\~a}o das bolhas. Com o objetivo de quantificar e
comparar a influ{\^e}ncia de cada par{\^a}metro com os dados
observados, foi desenvolvido um programa para a
simula{\c{c}}{\~a}o num{\'e}rica da evolu{\c{c}}{\~a}o dessas
irregularidades, em 3 dimens{\~o}es (3D). Verifica-se
atrav{\'e}s dos resultados das simula{\c{c}}{\~o}es, uma forte
influ{\^e}ncia da configura{\c{c}}{\~a}o do perfil inferior da
ionosfera, gradiente de densidade eletr{\^o}nica e altura da
base, e da velocidade de deriva vertical, que est{\'a}
relacionada ao campo el{\'e}trico zonal. Com os dados da
digissonda, localizada em S{\~a}o Lu{\'{\i}}s, pr{\'o}ximo ao
equador magn{\'e}tico, foram obtidos: o perfil de densidade
eletr{\^o}nica e a velocidade de subida da ionosfera, instantes
antes da ocorr{\^e}ncia da irregularidade. O perfil de densidade
e a velocidade de subida s{\~a}o os par{\^a}metros de entrada
para o programa de simula{\c{c}}{\~a}o. Al{\'e}m dessas
condi{\c{c}}{\~o}es iniciais, outras condi{\c{c}}{\~o}es
geof{\'{\i}}sicas foram estabelecidas, como as frequ{\^e}ncias
de colis{\~o}es, campo geomagn{\'e}tico e taxas de
rea{\c{c}}{\~a}o qu{\'{\i}}mica. A principal conclus{\~a}o
deste estudo te{\'o}rico por modelo computacional comparado com
os dados experimentais foi que a configura{\c{c}}{\~a}o do
perfil da base da ionosfera (a altura e a varia{\c{c}}{\~a}o
temporal do gradiente de densidade eletr{\^o}nica) e a sua
velocidade de subida t{\^e}m uma influ{\^e}ncia importante no
mecanismo de gera{\c{c}}{\~a}o das bolhas. A an{\'a}lise dos
eventos com v{\'a}rios instrumentos permitiu visualizar melhor a
ocorr{\^e}ncia das bolhas, tanto espacialmente como
temporalmente, notando a forte influ{\^e}ncia, sobre a ionosfera,
da complexa eletrodin{\^a}mica que envolve o instante do
p{\^o}r-do-sol, especialmente na regi{\~a}o brasileira,
principalmente devido {\`a} configura{\c{c}}{\~a}o do campo
geomagn{\'e}tico, que apresenta uma forte declina{\c{c}}{\~a}o
magn{\'e}tica e a presen{\c{c}}a da Anomalia Magn{\'e}tica do
Atl{\^a}ntico Sul. ABSTRACT: This thesis presents a study of
ionospheric bubble generation and evolution mechanism. Using
imagers, digisondes, coherent backscatter radar, satellites, and
other ionospheric diagnostic instruments, the ionospheric bubble
generation mechanism has been studied to identify which
geophysical parameters have the most importance in this kind of
ionospheric phenomena. Geomagnetically quiet days were chosen in
order to exclude the magnetic storms effects. In order to compare
the experimental data with theoretical prediction for the bubble
generation and evolution a 3D numerical simulation program was
developed. Throughout the numerical simulation we can see the
strong influence of the ionosphere bottomside profile, density
gradient and height, and the upward velocity, which is related to
the zonal electric field. The simulation input parameters, density
profile and upward velocity were taken just before the spread F
occurrence from S{\~a}o Lu{\'{\i}}s digisonde, that is near the
magnetic equator. Other initial conditions have been adopted from
existing models like collision frequency, geomagnetic field
(dipolar configuration), chemical constituents and reaction. The
main conclusion of this theoretical study was that the ionosphere
bottomside profile and the upward velocity have a determinant
influence in the bubble generation mechanism. The
multi-instruments observation of the ionospheric bubble phenomena
allowed to get a better analysis of these events, both spatially
and in time. We can note the strong influence of the complex
sunset electrodynamic, specially over the Brazilian sector, mainly
due to the geomagnetic field background, which presents the high
declination and the presence of the South Atlantic Magnetic
Anomaly.",
committee = "Pimenta, Alexandre Alvares (presidente) and Sobral, Jos{\'e}
Humberto Andrade (orientador) and Paula, Eurico Rodrigues de
(orientador) and Kherani, Esfhan Alam (orientador) and Batista,
Inez Staciarini and Borba, Gilvan Luiz and Costa, Emanoel Paiva de
Oliveira",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Studies of ionospheric irregularities using numerical simulation
and experimental data",
language = "pt",
pages = "195",
ibi = "8JMKD3MGP7W/38LSM62",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP7W/38LSM62",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "20 maio 2024"
}