Caracterização de eventos de ondas de gravidade na base da ionosfera detectados na estação comandante Ferraz utilizando a técnica VLF

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Raunheitte, Luís Tiago Medeiros
• Orientador(a): Raulin, Jean Pierre
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por; eng
• Instituição de defesa: Universidade Presbiteriana Mackenzie
• Palavras-chave em Português: ondas de gravidade; VLF; ionosfera; antártica; aeroluminescência
• Link de acesso: https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/39437

As investigações de Ondas de Gravidade (OGs) na base da ionosfera vêm sendo comumente realizadas através de observações do airglow, especialmente nas bandas do OH em altitudes de ~90 km, utilizando principalmente imageadores all-sky, no entanto, esta técnica tem vantagens e também limitações, visto que operando no óptico necessita de condições de céu adequadas para que seja possível a observação, que só pode ser feita durante a noite. Aqui a investigação de OGs na base da ionosfera é feita por meio da técnica VLF (do inglês, Very Low Frequency, frequência muito baixa), que permite observações ao longo de todo o ano, independente da hora do dia e das condições de céu. Este estudo foi conduzido utilizando-se dados obtidos por receptores de sinal VLF instalados na Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), localizada na ilha Rei George. A caracterização das OGs se dá pela aplicação da análise wavelet (de base Morlet) na amplitude e fase do sinal VLF, que apresenta flutuações devido à passagem das OGs alterando a densidade de elétrons. A caracterização de duração e período das OGs obtidas com a técnica VLF mostraram boa concordância em diversos estudos de caso, quando comparados às observações airglow das mesmas ondas observadas por um imageador all-sky colocalizado. A atividade detectada na base da ionosfera, associada ao evento tipo banda, apresentou período de ~12 min versus 13 min do imageador, com mesmo pico de intensidade, pouco antes das 05:00 UT, bem como duração de 4 horas. A detecção da onda ripple mostrou o mesmo período de onda, de 8 min, e duração similar de ~20 min. O primeiro evento de frente mesosférica mostra o uso da fase na detecção da OG, apresentando o mesmo período de onda de 8 min visto no airglow. No último caso, a segunda frente mesosférica, mostra o potencial da técnica VLF quando associados os estudos de diferentes trajetos de propagação VLF, possibilitando não só a detecção do evento e a visualização de sua morfologia na amplitude residual do sinal VLF com a frente de onda e suas 4 cristas, mas também a determinação de sua direção de propagação de Oeste para Leste, coincidente a direção Nordeste reportada por airglow, e o cálculo da velocidade de propagação da onda de aproximadamente 96 (±4,8) m/s concorda com a velocidade de fase de 92 m/s das observações feitas com imageador. A análise estatística da distribuição de períodos predominantes, de ondas acústicas (períodos de 1 a 5 min) e OGs de pequena escala (entre 5 e 32 min), para os dias dos anos 2007 e 2011 mostraram potencial correlação com o ciclo solar, onde 2011 (máximo solar) apresentou um aumento na predominância de ondas com períodos menores. O período noturno apresentou majoritariamente predominância na faixa de 10 a 15 min enquanto o período diurno mostrou uma grande presença de ondas acústicas, predominantes em 2011.