| 1. Identificação | ||||||||||
| Tipo de Referência | Tese ou Dissertação (Thesis) | |||||||||
| Site | mtc-m21c.sid.inpe.br | |||||||||
| Código do Detentor | isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S | |||||||||
| Identificador | 8JMKD3MGP3W34R/44LJNEL | |||||||||
| Repositório | sid.inpe.br/mtc-m21c/2021/05.10.18.03 | |||||||||
| Última Atualização | 2021:09.23.15.44.47 (UTC) simone | |||||||||
| Repositório de Metadados | sid.inpe.br/mtc-m21c/2021/05.10.18.03.56 | |||||||||
| Última Atualização dos Metadados | 2022:04.03.19.26.57 (UTC) administrator | |||||||||
| Chave Secundária | INPE-18459-TDI/3108 | |||||||||
| Chave de Citação | Silva:2021:MoDrRa | |||||||||
| Título | Modeling dropouts of radiation belt electrons driven by corotating interaction regions during weak to moderate geomagnetic storms  | |||||||||
| Título Alternativo | Modelagem de dropouts de elétrons do cinturão de radiação externo impulsionados por regiões corrotantes de interação durante tempestades geomagnéticas fracas a moderadas | |||||||||
| Curso | GESAST-CEA-DIPGR-INPE-MCTI-GOV-BR | |||||||||
| Ano | 2021 | |||||||||
| Data | 2021-05-14 | |||||||||
| Data de Acesso | 20 maio 2024 | |||||||||
| Tipo da Tese | Tese (Doutorado em Geofísica Espacial/Ciências do Ambiente Solar-Terrestre) | |||||||||
| Tipo Secundário | TDI | |||||||||
| Número de Páginas | 188 | |||||||||
| Número de Arquivos | 1 | |||||||||
| Tamanho | 12220 KiB | |||||||||
| 2. Contextualização | ||||||||||
| Autor | Silva, Graziela Belmira Dias da | |||||||||
| Grupo | GESAST-CEA-DIPGR-INPE-MCTI-GOV-BR | |||||||||
| Banca | Wrasse, Cristiano Max (presidente) Alves, Lívia Ribeiro (orientadora) Padilha, Antonio Lopes (orientador) Tu, Weichao (orientador) Souza, Vitor Moura Cardoso e Silva Cerda, Rodrigo Andrés Miranda Rojas, Flávia Reis Cardoso | |||||||||
| Endereço de e-Mail | grazybdias@gmail.com | |||||||||
| Universidade | Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) | |||||||||
| Cidade | São José dos Campos | |||||||||
| Histórico (UTC) | 2021-05-10 18:03:56 :: graziela.silva@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2021-05-11 11:30:30 :: pubtc@inpe.br -> graziela.silva@inpe.br :: 2021-07-08 11:37:31 :: graziela.silva@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2021-07-08 15:45:32 :: pubtc@inpe.br -> graziela.silva@inpe.br :: 2021-07-08 23:29:07 :: graziela.silva@inpe.br -> pubtc@inpe.br :: 2021-12-03 19:43:41 :: pubtc@inpe.br -> simone :: 2021-12-03 19:44:16 :: simone :: -> 2021 2021-12-03 19:44:16 :: simone -> administrator :: 2021 2022-04-03 19:26:57 :: administrator -> :: 2021 | |||||||||
| 3. Conteúdo e estrutura | ||||||||||
| É a matriz ou uma cópia? | é a matriz | |||||||||
| Estágio do Conteúdo | concluido | |||||||||
| Transferível | 1 | |||||||||
| Palavras-Chave | Earth’s radiation belts relativistic electrons flux dropouts radial diffusion ULF waves cinturões de radiação da Terra elétrons relativísticos decréscimos de fluxo difusão radial ondas ULF | |||||||||
| Resumo | The Earths outer radiation belt hosts very dynamic populations of relativistic and ultrarelativistic electrons trapped by the geomagnetic field. Flux dropouts are common variations observed in these electron populations, which can occur after solar wind drivers hit the magnetosphere, such as corotating interaction regions (CIRs). Currently, observational evidence indicates that CIRs promote rapid dropouts produced by magnetopause shadowing and outward radial diffusion mechanisms. However, it is still necessary to investigate the role of these two dynamic mechanisms through modeling. To quantify the contribution of each of them to loss processes in the outer belt triggered by CIRs passages close to Earth, this work extensively investigated three cases that occurred during weak to moderate magnetic storms in 2017, at the end of NASA Van Allen Probes era. This period was concomitant with the declining phase of solar cycle 24 between 2016 and 2018. A catalog of CIRs that includes the chosen case studies was produced for this interval. Two of the selected events had solar wind parameters varying at similar values in the CIRs, such as the flow speed (400 to & 600 km/s), dynamic pressure (. 15 nPa) and density (. 40 cm−3). As a result, the magnetopause was similarly compressed in both cases to 7RE using the model of Shue et al. (1998), or to 8RE as simulated with a global magnetohydrodynamic (MHD) model. However, the electron dropouts in the two events differed significantly in intensity and in the affected L shells. From the calculation of the analytical radial diffusion coefficients using MHD simulations, it was found that the strongest and deepest dropout was related to more intense diffusion rates inside the magnetopause during the storm time. This result was validated by comparisons of the calculated diffusion rates with observed radial diffusion coefficients obtained from in-situ measurements of ultra-low frequency waves. Also, the last closed drift shell (LCDS) calculated with the TS04 magnetosphere model showed that the effect of magnetopause compression reached L = 5.5 in the most intense dropout event, and L = 6 for the least intense dropout. Radial diffusion simulations of these events were run for relativistic populations, using as inputs the analytical diffusion coefficients (to simulate outward radial diffusion), a loss term defined outside the LCDS (to simulate magnetopause shadowing) and a variable condition at the outer boundary (L = 6), obtained from calibrated phase space densities measured by GOES-15. The simulated phase space densities are comparable to the phase space densities observed by the Van Allen Probes, so that the significant differences between the two dropouts were reproduced. Simulations of radial diffusion effects were also performed for the third case, although using only the radial diffusion coefficients estimated from empirical models. In this case, however, the simulations overestimated the phase space densities during the dropout by factors up to 100. This significant error throughout L < 6 is attributed to an invalid approximation in L of the outer boundary condition during the shadowing losses and to substorm injections in this dynamic condition. The results obtained through the 1D diffusion modeling for the analyzed events show that magnetopause shadowing and outward radial diffusion are potential loss mechanisms for generating dropouts during CIR-magnetosphere couplings, even in periods of weak to moderate storms. RESUMO: O cinturão de radiação externo da Terra hospeda populações muito dinâmicas de elétrons relativísticos e ultrarelativísticos aprisionados pelo campo geomagnético. Decréscimos de fluxo (dropouts) são variações comuns observadas nessas populações de elétrons, as quais podem ocorrer após a passagem pela magnetosfera de estruturas do vento solar, tais como regiões corrotantes de interação (CIRs). Atualmente, evidências observacionais indicam que as CIRs promovem rápidos dropouts pela magnetopausa, por meio dos mecanismos de compressão da magnetopausa e difusão radial para fora do cinturão. No entanto, ainda é necessário investigar o papel desses dois mecanismos dinâmicos por meio de modelagem. Para quantificar a contribuição de cada um deles em processos de perda no cinturão externo desencadeados por passagens de CIRs próximas da Terra, este trabalho investigou extensivamente três casos ocorridos durante tempestades magnéticas fracas a moderadas em 2017, no final da era das sondas Van Allen da NASA. Este período foi concomitante com a fase de declínio do ciclo solar 24 entre 2016 e 2018. Um catálogo de CIRs que inclui os estudos de caso abordados foi produzido para este intervalo. Dois desses eventos escolhidos tiveram parâmetros do vento solar variando em valores semelhantes nas CIRs, tais como a velocidade de prótons (400 a > 600 km/s), pressão dinâmica (. 15 nPa) e densidade (. 40 cm−3). Como resultado, a magnetopausa foi comprimida de forma semelhante nos dois casos para 7RE usando o modelo de Shue et al. (1998), ou para 8RE de acordo com estimativa de um modelo magnetohidrodinâmico global (MHD). No entanto, as perdas de elétrons nos dois eventos diferiram significativamente em intensidade e nas camadas L afetadas. A partir do cálculo dos coeficientes de difusão radial analíticos utilizando simulações MHD, constatou-se que o dropout mais forte e profundo esteve relacionado a taxas de difusão mais intensas na magnetosfera durante o período da tempestade magnética. Esse resultado foi validado por comparações dessas taxas de simulação com observações de taxas de difusão calculadas com medidas in situ de ondas de frequência ultra baixa. Também, o parâmetro que determina a última órbita fechada dos elétrons (LCDS, last closed drift shell), calculado com o modelo da magnetosfera TS04 mostrou que o efeito da compressão da magnetopausa atingiu L = 5, 5 no evento de dropout mais intenso e L = 6 para o caso menos intenso. Simulações de difusão radial desses eventos foram feitas para populações relativísticas, usando como entradas os coeficientes de difusão analíticos (para simular perdas por difusão radial), um termo de perda externo ao LCDS (para simular perdas diretas pela magnetopausa) e uma condição variável no limite mais externo da simulação (L = 6), obtida por medidas calibradas da função de distribuição de elétrons feitas pelo GOES-15. As densidades no espaço de fase simuladas são comparáveis às densidades no espaço de fase observadas pelas Sondas Van Allen, de forma que as significativas diferenças dos dois dropouts foram reproduzidas. Simulações de efeitos por difusão radial também foram feitas para um terceiro caso, usando apenas os coeficientes de difusão radial estimados a partir de modelos empíricos. Nesse caso, porém, as simulações superestimaram a função de distribuição durante o dropout por fatores de até 100. Esse erro significativo é atribuído a efeitos secundários observados na condição dinâmica utilizada em L = 6. Os resultados obtidos através da simulação 1D de difusão radial para os eventos analisados mostram que a compressão da magnetopausa e o mecanismo de difusão radial para fora da magnetosfera são processos potenciais para geração de dropouts durante acoplamentos CIR-magnetosfera, mesmo em períodos de tempestades fracas a moderadas. | |||||||||
| Área | CEA | |||||||||
| Arranjo 1 | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção pgr ATUAIS > GES > Modeling dropouts of... | |||||||||
| Arranjo 2 | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção a partir de 2021 > CGCE > Modeling dropouts of... | |||||||||
| Conteúdo da Pasta doc | acessar | |||||||||
| Conteúdo da Pasta source |
| |||||||||
| Conteúdo da Pasta agreement |
| |||||||||
| 4. Condições de acesso e uso | ||||||||||
| URL dos dados | http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/44LJNEL | |||||||||
| URL dos dados zipados | http://urlib.net/zip/8JMKD3MGP3W34R/44LJNEL | |||||||||
| Idioma | en | |||||||||
| Arquivo Alvo | publicacao.pdf | |||||||||
| Grupo de Usuários | graziela.silva@inpe.br pubtc@inpe.br simone | |||||||||
| Visibilidade | shown | |||||||||
| Licença de Direitos Autorais | urlib.net/www/2012/11.12.15.10 | |||||||||
| Permissão de Leitura | allow from all | |||||||||
| Permissão de Atualização | não transferida | |||||||||
| 5. Fontes relacionadas | ||||||||||
| Repositório Espelho | urlib.net/www/2017/11.22.19.04.03 | |||||||||
| Unidades Imediatamente Superiores | 8JMKD3MGPCW/3F2PBEE 8JMKD3MGPCW/46KTFK8 | |||||||||
| Lista de Itens Citando | sid.inpe.br/bibdigital/2013/10.12.21.02 2 | |||||||||
| Acervo Hospedeiro | urlib.net/www/2017/11.22.19.04 | |||||||||
| 6. Notas | ||||||||||
| Campos Vazios | academicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype copyholder creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype | |||||||||