PLASMA IONOSFÉRICO PÁGINA PRINCIPAL

INTRODUÇÃO

#professorangeloantonioleithold#notasdeaula#py5aal   A partir da prospecção ionosférica por um sistema NVIS, houve a possibilidade de mapear o comportamento do plasma ionosférico.  O conceito NVIS (Near Vertical Incidence Sky wave), ou utilização da ionosfera como meio refletor das ondas utilizando ângulos perto da incidência vertical 90° é utilizado pelas FFAA (Forças Armadas) de todo o mundo.  O alcance destes sistemas de transmissão é de distâncias desde as dezenas de quilômetros até às centenas de quilômetros, o que propiciou a medição da população eletrônica e iônica da alta atmosfera. O plasma pode ser definido como um gás constituído por partículas carregadas livres (Íons) com uma dinâmica própria que apresenta efeitos no todo, estes são dominados por interações eletromagnéticas, cujo alcance é bastante longo no meio. Também pode ser definido como um estado de agregação da matéria, cujas características são diferentes do estado gasoso, pois neste não existem efeitos coletivos. O plasma contém uma quantidade iônica equilibrada, ou seja, igual número de cargas positivas e negativas, assim, a carga total do sistema pode ser considerada nula, o que configura uma neutralidade global. Dependendo de certas condições em sua formação e composição, o plasma pode ser instável, chamado também de 'não neutro'. Um exemplo seria o fluxo de elétrons dentro de um acelerador de partículas, que requer um confimnamento externo para vencer as forças eletrostáticas de repulsão.Assim, podem existir diferentes cargas no interior de um plasma, elétrons, íons positivos (Cátions) e íons negativos (Ânions). 

OBSERVAÇÕES DO COMPORTAMENTO IÔNICO

#professorangeloantonioleithold#notasdeaula#py5aal   A influência dos fenômenos solares e interplanetários no espaço próximo à Terra faz parte da física solar-terrestre, neste caso, o plasma ionosférico consiste em íons atômicos, elétrons, íons moleculares e partículas neutras cuja concentração e temperatura dependem das condições geofísicas como a longitude, latitude, estação do ano, hora local, da atividade solar e magnética da Terra e do espaço. A transferência de energia cinética do vento solar e da magnetosfera para a atmosfera superior, e consequentemente a ionosfera, ocorre principalmente ao longo das linhas de campo auroral, e tal atividaderesulta nas auroras boreal e austral. Após o campo elétrico penetrar na ionosfera e na precipitação de partículas, as auroras se intensificam, principalmente durante as tempestades geomagnéticas. Os ventos neutros se intensificam, a densidade eletrônica e o conteúdo total de elétrons mudam drasticamente. 

#professorangeloantonioleithold#notasdeaula#py5aal   O acoplamento da ionosfera à magnetosfera em uma escala global pode induzir perturbações ionosféricas severas para produzir os distúrbios ionosféricos. As mudanças na composição neutra e no sistema de circulação do vento neutro são os fatores mais importantes que definem as variações ionosféricas. A penetração de campos elétricos magnetosféricos, que são controlados ou modulados por oscilações no vento solar, pode causar perturbações ionosféricas quasiperiódicas. O conhecimento e a compreensão desses processos levam ao desenvolvimento dos modelos ionosféricos.

#professorangeloantonioleithold#notasdeaula#py5aal   A formação do plasma ionosférico é devida à absorção do extremo ultravioleta solar, raios X, íons provenientes do Sol, além de influências do campo eletromagnético da Terra. A ionosfera se divide basicamente em três camadas iônicas, onde a densidade de elétrons e de íons varia conforme sua natureza física. Essas camadas têm algumas particularidades que influem diretamente nos meios de comunicações, e no clima eletromagnético planetário. A região mais próxima ao solo é chamada de camada D, fica entre 50 e 80 km de altitude. À noite praticamente se atenua de tal maneira que deixa de absorver as ondas de rádio, que por ela passam sem dificuldade neste momento; o plasma local não tem influência sobre a propagação de radiofreqüência. A camada E fica imediatamente acima da camada D, se estendendo de 80 até 140 km acima do solo. Tem excepcional condutividade elétrica, sua ionização é molecular e, esporadicamente, o plasma permanece ionizado por mais tempo (após ao pôr do Sol). Neste caso, a camada E é denominada E esporádica, podendo haver neste processo uma divisão em cascata da camada E, esta divisão pode inclusive gerar uma sub-divisão, neste caso a camada E permanece embaixo, e a camada E Esporádica, em cima, praticamente fundindo-se com a camada F1.

#professorangeloantonioleithold#notasdeaula#py5aal   Os resultados dos estudos estatísticos sobre os efeitos na ionosfera de alta latitude de variações abruptas da pressão dinâmica do vento solar, em ambos os hemisférios, em períodos de condições ionosféricas calmas, a quantidade de retrodispersão dos pulsos de Ionossondas aumenta quando ocorre uma variação na pressão dinâmica, tanto no aumento quanto na sua redução. As variações da pressão dinâmica do vento solar são conhecidas por afetar a transferência de energia e momento do vento solar para o sistema magnetosfera-ionosfera. O tempo de subida e a duração da perturbação da pressão é variável e observável na magnetosfera e na ionosfera. Isso também faz variar o limite da magnetopausa. A duração das perturbações da pressão determina se os efeitos serão localizados ou globais. Se a duração das perturbações é longa, a maior parte da magnetosfera na região do vento solar de pressão varia e causa aumentos globais típicos da intensidade do campo geomagnético observável no solo em latitudes equatoriais e médias. A transferência de energia do vento solar para a magnetosfera e a ionosfera durante as perturbações altera Campo Magnético Interplanetário. isso propicia o aumento da transferência de energia entre o vento solar e o sistema magnetosfera-ionosfera. Assim, a eficiência de acoplamento do vento solar-magnetosfera-ionosfera aumenta muito durante uma variação de pressão e favorece a reconexão estimulando a injeção de energia nas calotas polares.

#professorangeloantonioleithold#notasdeaula#py5aal   As expansões aurorais para latitudes mais baixas foram observadas após variações de pressão devida a precipitação de partículas e a alteração da densidade ionosférica. A precipitação afeta os gradientes de plasma na ionosfera em todas as escalas espaciais de centenas de quilômetros, afeta também o retroespalhamento da Ionossonda utilizada no Campus de Pesquisas Geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho. Foi observado que o pulso de pressão quando atinge a magnetopausa, a ressonância de linha de campo que induz precipitação de partículas na região F aumentou as irregularidades ionosféricas pela observação do aumento de ruído de fundo captado. Os elétrons presos devido à instabilidade iônicageraram uma forte adição dos ruídos de fundo, na contrapartida, uma diminuição repentina da pressão dinâmica do vento solar gerou redução dos ruídos de fundo. Se conclui, que a variação de pressão do vento solar provoca a variação de ruídos que consequentemente, altera distribuição e circulação de corrente iônica e se observa um aumento médio das irregularidades ionosféricas.

(c) Professor Angelo Antonio Leithold. Publicado na Wikipédia:  11h37min de 26 de novembro de 2004

REFERÊNCIAS

Davies, Kenneth (1990). Rádio Ionosférica . IEE Electromagnetic Waves Series #31. Londres, Reino Unido: Peter Peregrinus Ltd/The Institution of Electrical Engineers. ISBN 978-0-86341-186-1.

Hargreaves, JK (1992). A Atmosfera Superior e as Relações Solar-Terrestres . Cambridge University Press.

Kelley, MC (2009). A Ionosfera da Terra: Física de Plasma e Eletrodinâmica (2ª ed.). Academic Press. ISBN 9780120884254.

McNamara, Leo F. (1994). Guia de radioamadores para a ionosfera . ISBN 978-0-89464-804-5.

Rawer, K. (1993). Propagação de Ondas na Ionosfera . Dordrecht: Kluwer Academic Publ. ISBN 978-0-7923-0775-4.

Bilitza, Dieter (2001). "Ionosfera de referência internacional 2000" (PDF) . Radio Science . 36 (2): 261–275. Bibcode : 2001RaSc...36..261B . doi : 10.1029/2000RS002432 . hdl : 2060/19910021307 . S2CID  116976314 .

J. Lilensten, P.-L. Blelly: Du Soleil à la Terre, Aéronomie et météorologie de l'espace , Coleção Grenoble Sciences, Université Joseph Fourier Grenoble I, 2000. ISBN 978-2-86883-467-6 . 

Português P.-L. Blelly, D. Alcaydé: Ionosfera , em: Y. Kamide, A. Chian, Manual do ambiente solar-terrestre , Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp. 189–220, 2007. doi : 10.1007/11367758_8

Volland, H. (1984). Eletrodinâmica atmosférica . Berlim: Springer Verlag.

Schunk, RW; Nagy, AF (2009). "Ionosferas: Física, Física de Plasma e Química" . Eos Transactions . 82 (46) (2ª ed.): 556. Bibcode : 2001EOSTr..82..556K . doi : 10.1029/01EO00328 . ISBN 9780521877060.

ESTE TRABALHO NÃO É CULTURA LIVRE  Creative Commons - Atribuição-NãoComercial-SemDerivações 4.0 Internacional.- O trabalho Plasma Inosférico de Angelo Antonio Leithold está licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição-NãoComercial-SemDerivações 4.0 Internacional. - Baseado no trabalho disponível em https://sites.google. com/ site/angeloleitholdpy5aal/home/pesquisas/astrofisica/atmosfera-ionosfera/ionsplasmapy5aal. Podem estar disponíveis autorizações adicionais às concedidas no âmbito desta licença em https://sites.google .com/site/angeloleitholdpy5aal /home/ pesquisas/ astro fisica/atmosfera-ionosfera/ionsplasmapy5aal.