03.1 OS ÍNDICES GEOMAGNÉTICOS

 INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO - IAE -FACULDADES INTEGRADAS ESPÍRITA - FIES - CAMPUS DE PESQUISAS GEOFÍSICAS MAJOR EDSEL DE FREITAS COUTINHO 

Convênio 2006-2012 Professor Angelo Antônio Leithold

03.0 A INTERAÇÃO TERRA-SOL  04.0 A ATMOSFERA DA TERRA

CAMPUS DE PESQUISAS GEOFÍSICAS MAJOR EDSEL DE FREITAS COUTINHO

#PY5AAL Os índices geomagnéticos são medidas cuja finalidade é fornecer informações sobre o nível de atividade geomagnética. Têm grande importância na pesquisa da interação Terra-Sol na área da física magnetosférica, geomagnetismo, climatologia, telecomunicações, etc. Os mais utilizados são o “índice Kp” e o “índice Ap”; “Dst e “AE”. O Kp estima a entrada global de energia na magnetosfera, é chamado índice planetário, o Dst, e o AE, medem a corrente de anel e o eletrojato auroral, respectivamente. 

#PY5AAL A atividade solar, representada pelas explosões, pelos ventos entre outros eventos que ocorrem no Sol, causa diversas alterações na Terra e Sistema Solar. Alguns efeitos dignos de nota são: a variabilidade climática, as tempestades, as variações ionosféricas, geomagnéticas, além da modulação dos raios cósmicos entre outros que também seguem as peridiocidades do nosso Astro Rei. A chamada conexão Terra-Sol é estreita e complexa, sua causa e efeitos são estudados e mapeados para posterior entendimento dos processos que ocorrem no ambiente espacial que interconecta o nosso Planeta à sua Estrela. Entre os processos utilizados na compilação de dados, estão técnicas de sensoriamento das mais diversas. Através destas, podemos obter informações dos objetos que compõem a superfície solar e ambiente espacial (Manchas, chamas, a ejeção de massa coronal, etc). Desta forma, temos o chamado ''fluxo solar'', que é mapeado através da recepção direta dos ''sinais'' emitidos pelo Sol em 2,8 Ghz, e compilado de forma a fornecer um dos diversos índices solares. Estes, fornecem dados, que interpretados adequadamente, nos dão com relativa precisão as condições planetárias de uma forma geral, desde a propagação eletromagnética até a quantificação da eletricidade atmosférica e condições ionosféricas. 

#PY5AAL A propagação das ondas eletromagnéticas na Terra, está intimamente ligada às condições solares, ou seja, à atividade do Sol de uma forma geral, em especial ao número de manchas solares, cujas áreas ao seu redor emitem grandes quantidades de radiações ionizantes. Entre estas estão a radiação ultravioleta em todas gamas de freqüência, também os raios X, em especial as radiações Lyman-alfa, e outras dos mais diversos comprimentos de onda, além de íons e partículas ejetadas e aceleradas em altíssimas velocidades trazidas pelo vento solar. Desta forma, se torna necessário compreender os processos físicos básicos envolvidos na determinação do clima espacial, de maneira que se permita criar modelos e fazer previsões do ambiente Terra-Sol, e, por conseqüência, a determinação não somente das condições de propagação de ondas eletromagnéticas, mas de todo um sistema interativo [10], [11]. A quantidade de manchas solares pode ser considerada determinante das condições ionosféricas e  eletromagnéticas a nível mundial. É sabido que em épocas de maior atividade solar, a radiação e partículas diversas são lançadas ao espaço e chegam na ionosfera terrestre interagindo e influindo em todo o sistema atmosférico e iônico. As ondas de rádio ao se propagar através da atmosfera terrestre, acabam refletindo e/ou refratando nas partículas ionizadas que formam verdadeiras nuvens, melhorando, ou piorando assim a propagação de rádiofreqüência. O número de manchas é calculado por amostragem observada na superfície solar visível, levando-se em consideração também a sua área. Para termos uma leitura precisa em tempo real das condições solares, atualmente existem gráficos publicados na Internet, nos mais diversos sites que oferecem estes serviços, em especial pode-se consultar o endereço: http://www.sec.noaa.gov/today.html

Figura 14: Índices Solares (Fonte: NOAA)

#PY5AAL Os dados são compilados por observações que incluem a monitoração do fluxo solar na faixa de comprimento de onda de 10,7 cm (2,8 Ghz), que forma os índices Boulder A e Boulder K . O fluxo solar em 10,7 cm é a medida da radiação térmica que contribui no processo de ionização. Este é lido em muitos quadrantes da terra. Um exemplo é Penticton, Columbia Britânica. Para obter as condições em tempo real, é utilizada uma antena apontada diretamente para o Sol, conectada a um receptor sintonizado em 2,8 Ghz. Em 12 meses de observação e compilação de dados, se obtém a média de manchas solares que é chamada de número plano de spots (SSN) .  Este número é conhecido como SFI ( Solar Flux Index ).  

Figura 15: Solar Flare (Fonte: NOAA)

#PY5AAL Outros tipos de atividades solares interessantes são os ''Solar FLARES'' ( dilatação solar ) e os ''Solar Holes'' ( buracos solares ) , estes podem emitir alta energia em prótons e raios X causando assim significante aumento na velocidade do vento solar. Os prótons podem causar o fenômeno do aparecimento da coroa polar e eventos de absorção em altas latitudes. Os raios-X podem causar black-out no lado diurno da terra devido aumento da absorção eletromagnética na região D. O aumento da velocidade do vento solar pode resultar em tempestades geomagnéticas que geralmente tendem a piorar os números MUF ( Máxima Freqüência Utilizável ) degenerando assim as comunicações em em Ondas Curtas em todo globo terrestre. O índice Boulder A é a média quantitativa da medida da atividade geomagnética derivada de uma série de medidas físicas, é por natureza linear e tem uma escala entre 0 e 400, é de sua compilação nas últimas 24 horas que é derivado do índice K das últimas 3 horas gravado em Boulder no estado do Colorado, Estados Unidos. O índice K é logarítmico e tem uma escala de 0 a 9 , é o resultado das medidas das últimas 3 horas magnetométricas medidas, comparadas com o campo geomagnético orientado e sua intensidade que são obtidos sob condições geomagnéticas calmas. A atividade geomagnética, ou, tempestades solares, raios - X , Flares ( dilatações solares ) podem causar uma reação adversa na propagação de ondas eletromagnéticas na Terra. O índice A nos mostra a estabilidade geomagnética . Magnetômetros em diversos pontos do planeta são usados para gerar o número chamado "Índice Planetário K". Quando lido abaixo de 3, geralmente indica na média, estáveis e boas condições de propagação eletromagnética. Qualquer número acima de 3 indica absorção nas ondas de rádio. A cada ponto mudado, reflete-se significantes mudanças nas condições. Geralmente as medidas mais elevadas são encontradas nas altas latitudes do globo terrestre. Quando se obtém uma leitura de valores altos de A e K , estes podem ser devidos efeitos de instabilidade geomagnética que tendem a ser mais concentradas nas regiões polares. Em geral, para longa distância, a regra para manuseio será sempre: mais alto SFI e os mais baixos números A e K nos darão as melhores condições em altas freqüências. O índice A deverá preferencialmente estar abaixo de 14, e a atividade solar baixa ou moderada. Se o índice A declina abaixo de 7 por alguns dias, e o SFI (Solar Flux Índex) é alto, haverá melhora na propagação intercontinental . Pode-se escutar o SFI e os índices A e K na WWV aos 45 minutos de cada hora, nas freqüências de 5, 10 e 15 MHz . Ou observar nos sites específicos da internet. Para gráficos a cada 5 minutos , na internet http://www.sec.noaa.gov/today.html