Simulação magneto-hidrodinâmica da resposta da magnetocauda da terra ás variações do campo magnetico interplanetário

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Paulo Ricardo Jauer
• Orientador(a): Ezequiel Echer, Maria Virgínia Alves
• Banca de defesa: Severino Luiz Guimarães Dutra, Jean Carlo Santos
• Tipo de documento: Dissertação
• 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
• País: BR
• Resumo em Inglês: In the present work, a study of the dynamical response of the macroscopic parameters, density, pressure, and velocity, of the Earths magnetotail, was carried out. The goal of this work was to study the variation of such parameters as a response to the different topologies of the Interplanetary Magnetic Field (IMF) present in some of the geoeffective solar wind magnetic structures. We used Magnetohydrodynamic simulation in order to approach this problem. The bi-dimensional Magnetohydrodynamic code was originally developed by Ogino et al. (1986), being restricted to the formation of the terrestrial magnetosphere with a stationary IMF. After we performed the necessary modifications in the original code, the magnetospheric dynamics was observed. Based on that, we investigated the response of the different regions of the magnetosphere (specially the magnetotail) to different IMF conditions. Four different configurations of the IMF were analyzed when interacting with the Earth's magnetosphere. Among these different topologies, one could find a representative for a positive shock, i.e, a shock with a positive \textit{B}$_z$, another for a negative shock, i.e, a shock with a negative \textit{B}$_z$, an idealized HILDCAA event with a \textit{B}$_z$ squared fluctuation similar to an Alfvénic one, and, finally, a structure similar to a Magnetic Cloud. The considered changes in the IMF configuration favored the observation of different physical processes. Among these processes, it was possible to observe the formation of the Near-Earth Neutral Line for the IMF configuration representative of a negative \textit{B}$_z$(negative shock). Furthermore, a plasmoid release was observed, which is associated with one of the most dynamics phenomena in the terrestrial magnetosphere: the substorm.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19@80/2010/02.03.11.28

No presente trabalho, realizou-se um estudo da resposta da dinâmica dos parâmetros macroscópicos (densidade, pressão e velocidade) da magnetocauda da Terra às variações do componente \textit{B}$_z$ do campo magnético interplanetário (IMF, do inglês Interplanetary Magnetic Field), presentes em algumas das estruturas interplanetárias geoefetivas. A abordagem deste estudo foi feita via modelagem magneto-hidrodinâmica. Modificou-se o código magneto-hidrodinâmico bidimensional desenvolvido por Ogino et al. (1986). Este código opera em condições estacionárias de IMF, limitando-se a simular a formação da magnetosfera terrestre. Após as modificações realizadas no código original, pôde-se observar a dinâmica da magnetosfera e, com isso, fazer o estudo da resposta das diferentes regiões, em especial da magnetocauda da Terra, resultante da interação da magnetosfera com o vento solar magnetizado. Foram simulados quatros casos distintos de configuração do IMF interagindo com a magnetosfera da Terra. Dentre os casos considerados, encontravam-se uma estrutura de choque positivo, uma estrutura de choque negativo, um evento HILDCAA idealizado com uma flutuação de \textit{B}$_z$ similar a uma flutuação Alfvénica, e, por fim, uma estrutura similar a uma nuvem magnética. As mudanças nas configurações do campo magnético possibilitaram a observação de diversos processos físicos, dentre estes a formação de uma linha neutra magnética próxima à Terra (NENL, do inglês Near-Earth Neutral Line), para o caso de choque com variação de \textit{B}$_z$ negativo. Além disso, foi observada a liberação de um grande plasmóide, que está associada a um dos fenômenos físicos mais dinâmicos da magnetosfera terrestre: a subtempestade.