@PhDThesis{Cuambe:2018:BaDaAn,
author = "Cuambe, Valente Am{\^a}ndio",
title = "Base de dados para an{\'a}lise de explos{\~o}es solares usando
modelos de dipolos magneticos em 3D",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2018",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2018-07-24",
keywords = "campo magnetico, explos{\~o}es solares, base de dados,
emiss{\~a}o em microondas, magnetic field, solar flare, database,
microwave emission.",
abstract = "A explos{\~a}o solar {\'e} um dos fen{\^o}menos
energ{\'e}ticos mais intensos nas regi{\~o}es ativas da
atmosfera solar. As imagens destas regi{\~o}es em extremo
ultravioleta e raio-X moles revelam a complexidade da
configura{\c{c}}{\~a}o dos campos magn{\'e}ticos. Durante as
explos{\~o}es, a geometria do campo magn{\'e}tico pode ser
analisada atrav{\'e}s da sua componente de emiss{\~a}o em
micro-ondas com imagens moderadamente resolvidas. Um dos grandes
problemas neste tipo de an{\'a}lise reside nas
equa{\c{c}}{\~o}es integrais que descrevem tanto os espectros
assim como as imagens n{\~a}o t{\^e}m solu{\c{c}}{\~o}es
anal{\'{\i}}ticas. Portanto, somente os m{\'e}todos de
tentativa e erro (ou {"}forward-fitting{"}) serem
poss{\'{\i}}veis de descrev{\^e}-los. Para contornar esse
cen{\'a}rio, constru{\'{\i}}mos um banco de modelos com cerca
de duzentos e cinquenta mil elementos para servir de cat{\'a}logo
para an{\'a}lise de explos{\~o}es solares em micro-ondas. Este
banco foi constru{\'{\i}}do usando a geometria e a
F{\'{\i}}sica do campo magn{\'e}tico dipolar. O modelo do
dipolo consiste em regi{\~o}es digitalizadas em tr{\^e}s
dimens{\~o}es, e distribui{\c{c}}{\~o}es espaciais de
el{\'e}trons n{\~a}o-t{\'e}rmicos. O objetivo deste banco
{\'e} acelerar a busca de par{\^a}metros nas explos{\~o}es com
base nos modelos pr{\'e}calculados atrav{\'e}s de m{\'e}todos
do foward-fitting. Por outro lado, criamos um cat{\'a}logo (banco
de dados reduzido) das explos{\~o}es baseado nas
observa{\c{c}}{\~o}es de fluxos obtidos pelo
polar{\'{\i}}metro de Nobeyama (NoRP) e mapas de
distribui{\c{c}}{\~a}o de brilho do NoRH (mas n{\~a}o restritos
a estes) e incluindo as propriedades conhecidas das explos{\~o}es
solares. Fornecendo as imagens, as posi{\c{c}}{\~o}es das
explos{\~o}es e as densidades de fluxos em quatro
frequ{\^e}ncias usadas no banco, ele retorna a melhor
representa{\c{c}}{\~a}o do modelo. Analisamos dois principais
m{\'e}todos de busca no banco usando o 2 e a m{\'e}dia ponderada
dos par{\^a}metros de cerca de cem melhores modelos do banco.
Como resultado encontramos que 80 porcento dos dez par{\^a}metros
analisados numa amostra de 1 000 explos{\~o}es simuladas foram
recuperados, cujo erro relativo encontra-se 20 porcento em
m{\'e}dia. Pela an{\'a}lise estat{\'{\i}}stica dos
par{\^a}metros das explos{\~o}es observadas pelo NoRH, usando
este banco de modelos n{\~a}o-homog{\^e}neos, resultou no
seguinte: a distribui{\c{c}}{\~a}o do {\'{\i}}ndice espectral
de energia apresenta um pico em 3, a densidade dos el{\'e}trons
n{\~a}o t{\'e}rmicos tendem a concentrar-se em valores 107
cm\−3, e o pico de distribui{\c{c}}{\~a}o do campo
magn{\'e}tico fotosf{\'e}rico B 2000 G. Notamos tamb{\'e}m
algumas prefer{\^e}ncias para arcos extensos, cujas alturas
s{\~a}o maiores que 2.6 × 109 cm, e eventos cuja emiss{\~a}o
{\'e} proveniente do topo do arco magn{\'e}tico.
Conclu{\'{\i}}mos que a utiliza{\c{c}}{\~a}o deste banco de
modelos com um n{\'u}mero modesto de elementos aumenta a
probabilidade de encontrar bons resultados durante uma
an{\'a}lise, e explora algumas propriedades estat{\'{\i}}sticas
das explos{\~o}es solares observadas em micro-ondas. Por outro
lado, o uso deste banco acelera a busca de par{\^a}metros nas
explos{\~o}es com alto n{\'{\i}}vel de aceita{\c{c}}{\~a}o.
ABSTRACT: A solar flare is one of the most intense energetic
phenomena in active regions in the solar atmosphere. Imaging of
these regions in extreme ultraviolet and soft X-rays have revealed
their complex magnetic configurations. During flares, the field
geometry can be analyzed through its microwave component of
emission with moderate image resolution. The main problems in this
type of analysis are contained in the integral equations that
describe both the spectra and images do not have analytical
solutions. Therefore, only forward-fitting methods are possible to
describe them. To work around this scenario, a database of flare
models with about two hundred and fifty thousand elements was
constructed to become a catalogue for flare analysis. The database
was constructed using the geometry and physics of dipolar magnetic
fields. The dipole model consists of a three-dimensional digitized
region and spatial distribution of non-thermal electrons. The aim
of the database is to speed up the search for the parameters in a
flare, using pre-calculated models with forwardfitting methods. On
the other hand, a flare catalogue was built (reduced database )
based on Nobeyama polarimeter (NoRP) flux densities and NoRH
brightness maps observations (but not restricted to) including
known general properties of a solar flare. Given images, the flare
position and flux densities in four used frequencies in the
database it returns the best model representation. We analysed two
different methods to search for models in the database using a 2
and the weighted mean of one hundred best models in the database.
As a result, we found that about 80 percent of the ten analyzed
parameters of 1 000 simulated flares were recovered with the
relative error 20 percent in average. From the statistic analyses
of the NoRH flares, now using this database of non-homogeneous
models, we found the following results: the distribution of the
energy spectral index peaks 3, nonthermal electrons density
tending to be lower than 107 cm\−3, and the peak of the
magnetic field distribution Bphotosphere 2000 G. We note some
preferences for extended loops with height as greater than 2.6×109
cm and looptop events. We conclude that the use of this database
with a moderate number of elements increases the possibility to
find good results during a flare analysis and explore some
statistical properties of flares. On the other hand, it also
speeds up the search for the parameters in a flare with a high
level of acceptance.",
committee = "Souza, Carlos Alexandre Wuensche de (presidente) and Costa,
Joaquim Eduardo Rezende (orientador) and Vieira, Luis Eduardo
Antunes and Valio, Adriana Benetti Marques and Castro, Carlos
Guillermo Gim{\'e}nez de and Raulin, Jean Pierre",
englishtitle = "Database for solar flares analysis from a 3D magnetic dipole
models",
language = "pt",
pages = "110",
ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3RFFJ68",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/3RFFJ68",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}