Estudo de irregularidades do plasma ionosférico na região entre as camadas E e F no setor brasileiro a partir de medidas de foguete

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Siomel Savio Odriozola
• Orientador(a): Alexandre Alvares Pimenta, Polinaya Muralikrishna
• Banca de defesa: Eurico Rodrigues de Paula, Gilvan Luiz Borba, Paulo Alexandre Bronzato Nogueira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Geofísica Espacial/Ciências do Ambiente Solar-Terrestre
• País: BR
• Resumo em Inglês: The study of ionospheric plasma irregularities in the equatorial region, has contributed to the understanding of specific ionospheric phenomena in that region. Among the different instruments that measure this part of the atmosphere, those on board rockets are highlighted, as those carry out in-situ measurements of important ionospheric parameters. In this thesis, a study of plasma irregularities in the equatorial ionosphere over the Brazilian territory is made, using rocket measurements from Alcântara (2.4$^{o}$S, 44.4$^{o}$ W, dip latitude 5.5$^{o}$S), Brazil, on December 12, 2012 at 19 h (local time) together with measurements made by Digisondes located at São Luís (2.6$^{o}$S, 44.2$^{o}$W, dip latitude 6$^{o}$ S) and Fortaleza (3.9$^{o}$S, 38.4$^{o}$W, dip latitude 14.9$^{o}$S), and images obtained with an All-Sky imager installed at São João do Cariri (7.4$^{o}$S, 36.5$^{o}$ W, dip latitude 22.9$^{o}$S). As results of this work, the height profiles of electron density between the E (90 km) and F (up to 430 km) layers are obtained; the height profiles of electronic temperature in the region between the E and F layers (100 - 325 km) are estimated; and spectral analysis of the measured electron density fluctuations are made at different heights along the rocket trajectory. The main contribution of this thesis is the detection and characterization of a type of ionospheric plasma irregularity little studied and that had not been detected so far with in-situ measurements, and still without a proper denomination in the scientific literature. These irregularities have been detected, so far, by coherent backscatter radar measurements at E region and the valley between the E and F layers near the geomagnetic equator. This irregularities are observed as quasiperiodic striations of the echoes obtained by the radar. In addition to the data analysis for a better understanding of this phenomenon, a numerical simulation is carried out to understand the influence of the polarization electric field outside the plasma bubble (fringe field) in the generation of these irregularities. The simulations approximately reproduces the observations and the height profiles of electron density. This being another contribution, from a theoretical point of view, of this thesis.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/10.03.18.04

O estudo das irregularidades do plasma ionosférico na região equatorial, tem contribuído para o entendimento específico de fenômenos da ionosfera nessa região. Dentre os diferentes instrumentos que fazem medidas nesta parte da atmosfera, destacam-se aqueles a bordo de foguetes, pois realizam medições in situ de importantes parâmetros ionosféricos. Nesta tese, é feito um estudo das irregularidades do plasma da ionosfera equatorial sobre parte do território brasileiro, usando medidas do lançamento do foguete a partir de Alcântara (2,4$^{o}$S, 44,4$^{o}$W, latitude dip 5,5$^{o}$S), Brasil, em 12 de dezembro do 2012 às 19 h (hora local) em conjunto com medidas feitas com digissondas localizadas em São Luís (2,6$^{o}$S, 44,2$^{o}$W, latitude dip 6$^{o}$S) e Fortaleza (3,9$^{o}$S, 38,4$^{o}$ W, latitude dip 14,9$^{o}$S), e imagens obtidas com o imageador tipo All-Sky instalado em São João do Cariri (7,4$^{o}$S, 36, 5$^{o}$ W, latitude dip 22, 9$^{o}$S). Como resultados deste trabalho são obtidos os perfis com a altitude da densidade eletrônica entre as camadas E (90 km) e F (até 430 km); são estimados os perfis com a altura da temperatura eletrônica na região entre as camadas E e F (100 - 325 km); e é feita uma análise espectral das flutuações das medidas de densidade eletrônica a diferentes alturas ao longo da trajetória do foguete. A principal contribuição desta tese é a detecção e caraterização de um tipo de irregularidade do plasma ionosférico pouco estudado e que não havia sido detectado até agora com medições in situ, e ainda sem uma denominação apropriada na literatura científica. Estas irregularidades tinham sido detetadas até agora por medidas de radares de espalhamento coerente na região E e no vale entre as camadas E e F próximo ao equador geomagnético. Elas se manifestaram como estriações quase periódicas dos ecos obtidos pelo radar. Além da análise dos dados, para uma melhor compreensão deste fenômeno, foi feita uma simulação numérica para entender a influência do campo elétrico de polarização fora da bolha de plasma na geração destas irregularidades. As simulações reproduzem aproximadamente as observações e o perfil com a altura da densidade eletrônica, sendo uma outra contribuição, de um ponto de vista teórico, desta tese.