Estudo da influência de feixes de vento solar rápido na variação diurna da intensidade de raios cósmicos

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Ana Clara da Silva Pinto
• Orientador(a): Alisson Dal Lago, Rafael Rodrigues Souza de Mendonça
• Banca de defesa: Cláudia Maria Nicoli Cândido, Jean Pierre Raulin
• 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/Ciências do Ambiente Solar-Terrestre
• País: BR
• Resumo em Inglês: Cosmic rays are high energy charged particles of extra-galactical, galatical or solar origin. In the Heliosphere, the transport of these particles is influenced by (transient and recurrent) solar phenomena. Among the temporal variations of cosmic ray intensity observed at Earth, this work is focused on the diurnal variation, which is characterized by a periodic behavior with maximum value between 12 and 18 hours LT (local time) mainly caused by the diffusion and convection processes of cosmic ray particles in the interplanetary medium. Precisely, the main objective of this work is to study the changes in the diurnal variation (amplitude and phase) during different periods of the solar cycle (between years 2007 and 2015) and including periods disturbed by the arrival of high speed solar wind streams. For that, we used data from: The São Martinho da Serra (SMS) multidirectional muon detector (Southern Space Observatory- SSO/CRC/INPE), the Global Data Assimilation System (GDAS) and the ACE satellite. Initially, problems in the SMS detector data related to electronic issues on this detector were identified and eliminated or corrected. After that, we analyzed the influences associated with the atmospheric temperature and atmospheric pressure through two different methodologies: based in a linear and an exponential description of this phenomenon. We found that both presented similar results. Besides that, we confirmed that the elimination of atmospheric influences is fundamental to get the diurnal variation profile related to the transport of cosmic ray particles in the interplanetary medium. From the analysis of the diurnal variation in different solar cycle periods, we observed that there is a relationship between the behave of the sunspot number and the amplitude of the diurnal variation. On the other hand, the analysis of the phase of this variation did not exhibit any conclusive characteristics. Finally, comparing the diurnal variation observed in calm periods with that seen in periods disturbed very likely by the arrival of high-speed solar wind streams, we observed a higher amplitude of the diurnal variation on disturbed periods, mainly on the day before the stream arrival. Moreover, we infered that the convection process is more significant during and after the increase of the solar wind velocity corroborating the theory.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/05.08.15.40

Raios cósmicos são partículas, de altas energias, eletricamente carregadas que podem ser de origem solar, galáctica ou extra-galáctica. No interior da Heliosfera, o transporte dessas partículas sofre modulações por fenômenos (recorrentes e transientes) solares. Dentre as variações temporais periódicas da intensidade do fluxo de raios cósmicos observados na Terra, este trabalho se concentrou na variação diurna, que é caracterizada por um comportamento harmônico com máximo entre as 12 e 18 horas locais, provocado, principalmente, pelos processos de difusão e convecção das partículas cósmicas no meio interplanetário. De forma mais específica, o objetivo desse trabalho foi estudar as mudanças na amplitude e fase da variação diurna em diferentes períodos do ciclo solar (entre 2007 e 2015) e períodos perturbados pela passagem de feixes de vento solar rápido. Para a realização desse estudo, utilizou-se dados do detector multidirecional de múons, localizado em São Martinho da Serra (RS) (OES/CRC/INPE), dados do GDAS (Global Data Assimilation System) e dados do satélite ACE. Após a eliminação e correção das variações de contagem, relacionadas a problemas na eletrônica do detector, estudou-se as variações associadas a mudanças de temperatura e pressão atmosférica, através de duas metodologias diferentes: uma baseada na forma linear e a outra na forma exponencial de descrever esse fenômeno. Observou-se que as duas formas de corrigir os dados são igualmente eficientes. Além disso, verificou-se que a execução dessa correção é fundamental para melhor obtenção do perfil da variação diurna relacionada ao transporte dos raios cósmicos no meio interplanetário. A partir da análise da variação diurna em diferentes períodos do ciclo solar, verificou-se que sua amplitude possui uma boa relação com o número de manchas solares, enquanto que sua fase não exibiu nenhuma característica conclusiva. Por fim, ao comparar a variação diurna observada em períodos calmos com aquela observada em períodos perturbados, notou-se que a amplitude associada à passagem de feixes de vento solar rápido é maior do que a obtida em períodos calmos, principalmente, no dia anterior à chegada do feixe. Além disso, observou-se que o processo de convecção é mais significativo durante e após o aumento de velocidade do vento solar.