@PhDThesis{Silva:2017:ObSi,
author = "Silva, Diego Barros",
title = "Forma{\c{c}}{\~a}o e desenvolvimento de bolhas de plasma na
ionosfera equatorial: observa{\c{c}}{\~a}o e
simula{\c{c}}{\~a}o",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2017",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2017-11-09",
keywords = "bolhas de plasma, ionosfera equatorial, conte{\'u}do
eletr{\^o}nico total, simula{\c{c}}{\~a}o num{\'e}rica, plasma
bubbles, equatorial ionosphere, total electron content, numerical
simulation.",
abstract = "O objetivo do presente trabalho foi estudar a forma{\c{c}}{\~a}o
e o desenvolvimento de bolhas de plasma ionosf{\'e}ricas sobre a
Am{\'e}rica do Sul utilizando dados de Conte{\'u}do
Eletr{\^o}nico Total (em ingl{\^e}s, \${''}\$Total Electron
Content - TEC\${''}\$) e um modelo ionosf{\'e}rico de
simula{\c{c}}{\~a}o num{\'e}rica. As an{\'a}lises das bolhas
de plasma foram realizadas utilizando a t{\'e}cnica de mapeamento
de TEC. O cont{\'{\i}}nuo monitoramento do TEC permitiu observar
as bolhas desde o momento da sua gera{\c{c}}{\~a}o, logo
ap{\'o}s o p{\^o}r do Sol, at{\'e} o seu desaparecimento.
Al{\'e}m disso, a extensa cobertura espacial do TEC possibilitou
observar as bolhas na regi{\~a}o do Equador magn{\'e}tico e seu
desenvolvimento at{\'e} 35\${o}\$S de latitude. Neste trabalho,
foram analisados dados de TEC obtidos entre janeiro de 2012 e
fevereiro de 2016, dos quais foi poss{\'{\i}}vel caracterizar as
bolhas de plasma em 655 noites. Dentre os principais resultados,
destacam-se: (1) a velocidade de deriva zonal das bolhas de plasma
apresentou um vis{\'{\i}}vel gradiente latitudinal, variando de
123 m/s, no Equador, para 65 m/s, em 35\${o}\$S de latitude; (2)
na maioria dos casos, a ocorr{\^e}ncia das bolhas de plasma
apresentou uma distribui{\c{c}}{\~a}o longitudinal
peri{\'o}dica, onde foi poss{\'{\i}}vel observar de 3 a 4
bolhas de plasma equidistantes. A dist{\^a}ncia entre bolhas
adjacentes tamb{\'e}m apresentou um claro gradiente latitudinal,
variando de 920 km, no Equador, para 640 km, em 35\${o}\$S de
latitude. Em algumas ocasi{\~o}es, foram observadas
dist{\^a}ncias entre bolhas adjacentes maiores do que 2000 km no
Equador; (3) em \$\sim\$ 88\% dos casos, as bolhas de plasma
se desenvolveram at{\'e} 20\${o}\$S de latitude, o que
corresponde a uma altura de Apex de 777 km. Houve casos em que se
observaram bolhas de plasma que se desenvolveram at{\'e}
30\${o}\$S de latitude, o que corresponde a uma altura de Apex
de 1511 km; (4) a extens{\~a}o latitudinal das bolhas de plasma
apresentou uma consider{\'a}vel inclina{\c{c}}{\~a}o em
rela{\c{c}}{\~a}o {\`a}s linhas de campo magn{\'e}tico,
apresentando uma boa concord{\^a}ncia com a m{\'e}dia mensal da
varia{\c{c}}{\~a}o latitudinal do vento zonal descrito pelo
modelo HWM14; (5) as an{\'a}lises do desenvolvimento meridional
das bolhas de plasma mostraram que, em alguns casos, as bolhas de
plasma podem apresentar um deslocamento para o norte ou para o sul
do Equador magn{\'e}tico. Consequentemente, as bolhas de plasma
apresentaram uma assimetria no seu desenvolvimento meridional em
torno do Equador magn{\'e}tico. A maior ocorr{\^e}ncia do
deslocamento meridional para o norte (sul) do Equador
magn{\'e}tico foi observada nos meses de janeiro e dezembro
(mar{\c{c}}o/abril e setembro/outubro), e a menor nos meses de
mar{\c{c}}o/abril e agosto/setembro (janeiro e dezembro).
Assimetrias no desenvolvimento meridional das bolhas de plasma
at{\'e} ent{\~a}o n{\~a}o foram estudadas. Para investigar
estas assimetrias, foi utilizado um modelo num{\'e}rico que
considera a a{\c{c}}{\~a}o do vento neutro para simular a
forma{\c{c}}{\~a}o de bolhas de plasma sobre o Equador
magn{\'e}tico e seu desenvolvimento at{\'e} 30\${o}\$S de
latitude. As simula{\c{c}}{\~o}es num{\'e}ricas mostraram que
um vento meridional transequatorial {\'e} capaz de causar
assimetrias no desenvolvimento meridional das bolhas de plasma. Um
vento meridional transequatorial dirigido para norte (sul) causa
um deslocamento das bolhas de plasma para o norte (sul) do Equador
magn{\'e}tico. ABSTRACT: The objective of the present work was to
study the formation and development of ionospheric plasma bubbles
over South America, using Total Electron Content (TEC) data and an
ionospheric numerical model. Plasma bubble analysis were done
using TEC mapping technique. The continuous monitoring of the TEC
allowed to observe plasma bubbles from the moment of its
generation until its disappearance. In addition, the extensive
spatial coverage of the TEC allowed to observe bubbles in the
region of the magnetic equator and their development up to 35S of
latitude. In this work, an extensive database of TEC, obtained
between January 2012 and February 2016, was analyzed. In this
period, it was possible to characterize plasma bubbles from 655
nights. The main observed results are highlighted: (1) the zonal
drift velocity of the plasma bubbles presented a visible
latitudinal gradient, varying from 123 m/s, in equator, to 65 m/s,
in 35\${o}\$S of latitude; (2) in most of the cases, the
occurrence of plasma bubbles presented a periodic longitudinal
distribution, where it was possible to observe 3 to 4 equidistant
plasma bubbles. The distance between adjacent bubbles also
presented a clear latitudinal gradient, varying from 920 km, in
equator, to 640 km, in 30\${o}\$S of latitude. In some
occasions, distances between adjacent bubbles greater than 2000 km
were observed in the equator; (3) in \$\sim\$ 88\% of cases,
plasma bubbles developed up to 20\${o}\$S of latitude,
corresponding to an Apex height of 777 km. Plasma bubbles have
also been observed up to 30\${o}\$S of latitude, corresponding
to an Apex height of 1511 km; (4) the latitudinal extention of the
plasma bubbles presented a considerable inclination in relation to
the magnetic field lines, presenting a good agreement with the
monthly average of the zonal wind latitudinal variation obtained
by the HWM14 model; (5) analysis of the meridional development of
plasma bubbles showed a displacement to north or south of the
magnetic equator. Plasma bubbles presented an asymmetry in their
meridional development around the magnetic equator. The major
occurrence of the displacement to north (south) of the magnetic
equator was observed in the months of January and December
(March/April and September/October), and minor in the months of
March/April and August/September (January and December).
Asymmetries in the meridional development of plasma bubbles have
not yet been studied, which reinforces the importance of the
present work. To investigate the asymmetries, we used a numerical
model that considers the action of the neutral wind to simulate
the formation of the plasma bubbles on magnetic equator and its
development up to 30\${o}\$S of latitude. Numerical simulations
have revealed that these asymmetries are due to a transequatorial
meridional wind. A transequatorial meridional wind blowing to
north (south) causes a displacement of the plasma bubbles to north
(south) of the magnetic equator.",
committee = "Souza, Jonas Rodrigues de (presidente) and Takahashi, Hisao
(orientador) and Wrasse, Cristiano Max (orientador) and Kherani,
Esfhan Alan and Costa, Ricardo Arlen Buriti da and Fagundes, Paulo
Roberto",
englishtitle = "Formation and development of plasma bubbles in the equatorial
ionosphere: observation and simulation",
language = "pt",
pages = "221",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3Q2L8L5",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3Q2L8L5",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "28 mar. 2024"
}