AMAS - ANOMALIA MAGNÉTICA DO ATLÂNTICO SUL - DESCRIÇÃO

INSTITUTO DE FÍSICA ASTRONOMIA E CIÊNCIAS ESPACIAIS - IFAEangelo antonio leithold py5aal

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INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO - IAE
CONVÊNIO 2002-2012
PROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLD, PROFESSOR ONEIDE JOSÉ PEREIRA

A Anomalia Magnética do Atlântico Sul, artigo principal

ESTUDO DA PROPAGAÇÃO DE RÁDIO E DAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS NA REGIÃO DA ANOMALIA MAGNÉTICA DO ATLÂNTICO SUL; LEITHOLD, A. A. 2010

> Inversão Térmica > Correntes Geomagneticamente Induzidas > (Geomagnetically induced current - GIC)  > ASTROFÍSICA E RADIO-OBSERVAÇÃO > IONOSFERAraios-x provindos do Sol. > Campo Magnético da Terra > Ciclo Solar dos 27 dias > GeomagnetismoInversão Térmica > Deformação Lábiopalatal >


         As condições na camada D da ionosfera têm um efeito importante sobre as comunicações em HF (Alta frequencia) e em LF, baixa frequencia. Interfere em sistemas de navegação como o LORAN. Em altas latitudes  e baixas latitudes, dependendo da atividade solar, partículas  e fótons altamente energéticas podem causar mudanças rápidas, dentre estas o fechamento repentino das comunicações de rádio e radionavegação. Portanto, o estudo da absorção é altamente estratégico num país de proporções continentais como o Brasil.
 
 

As Correntes Geomagneticamente Induzidas e suas conseqüências.

         As comunicações a longa distância utilizam alta freqüência (HF) entre 3 a 30 MHz, dependem da reflexão dos sinais na ionosfera próxima do pico da camada F2 (~ 300 km de altitude). Ao longo da propagação em direção à parte superior da F2, o sinal sofre atenuações devida absorção das camadas inferiores da ionosfera.  A absorção é o processo pelo qual parte da energia das ondas eletromagnéticas é convertida em calor devidas interações entre o ruído das ondas de rádio propriamente dito, presença de elétrons na ionosfera e na atmosfera neutra (Davies, 1990) . A maior parte da absorção ocorre na região D (50-90 km de altitude), onde o produto da densidade eletrônica e da freqüência de colisões de elétrons e átomos neutros atinge um máximo. Dentro da camada, a densidade de átomos neutros é relativamente constante ao longo do tempo, as variações na densidade eletrônica por unidade de tempo determinam o montante total da absorção da RF. A densidade eletrônica é em função de muitos parâmetros e, normalmente, varia conforme a hora local, latitude, estação do ano, e ciclo solar.  As mudanças são previsíveis, e afetam a absorção apenas moderadamente. Contudo, mudanças significativas ocorrem como resultado do aumento súbito da densidade eletrônica na região D, devido a, por exemplo, um súbito aumento de raios-X solares ocasionados por erupções e aceleração de prótons lançados em direção ao lado diurno ou de precipitações energéticas nas regiões polares ocasionadas pelo fenômeno da reconexão magnética. 


         Os raios-X solares provém de erupções significativas com emissões no comprimento de onda de 0,1-0,8 nm [1-8 Å] . Os comprimentos de ondas desta magnitude ionizam a camada D, aumentando assim dramaticamente a densidade eletrônica local e, portanto, a absorção eletromagnética (EM). As erupções podem durar de poucos minutos a várias horas, são classificadas C, M, ou X, de acordo com o fluxo de 0,1-0,8 nm, este é medido por instrumentos embarcados nos satélites GOES.
Para se qualificar um "Flare" classe C, o fluxo, F, deve estar na faixa de 10-6 ≤ F <10/5 W m-2,  para a classe M 10-5 ≤ F <10-4 W m - 2, e para a classe X F ≥ 10-4 W m-2. Em notação normalizada as cartas agem como multiplicadores, por exemplo C3.2 equivale a um fluxo de 3,2 x 10-6 W m-2. Para C, M, e X a classificação baseia-se na versão integral do disco de raio-X de emissão a partir do Sol. Durante os períodos de alta atividade solar, com energia solar máxima, o fluxo que gera o ruído de fundo pode aumentar a níveis de classe C de uma só vez, mesmo sem haver atividade visível. A densidade eletrônica na região D é impulsionada diretamente pelo fluxo total de raios-X, independentemente da fonte, de forma que nestes períodos de alto fluxo, são igualmente importantes para a absorção de rádio. Devido aos efeitos geométricos, a ionização da região D por raios-X solares é maior a nível do ponto sub-solar, quando o sol está diretamente sobre a região. A quantidade de ionização e de absorção cai com distância do ponto sub-solar, chegando a zero no final da noite, por isto que o lado noturno não é afetado ionicamente pelo Sol.

         A precipitação de prótons (bem como outros íons) na atmosfera da Terra durante a "Solar Energetic Particle (SEP)" pode também criar eventos significativos da densidade iônica da região D. Os prótons provindos do Sol têm energias entre 1 a 200 MeV, e são os principais responsáveis pela maior parte da ionização da região D, e, conseqüentemente, para a absorção de HF. Devido a blindagem da terra pelo seu campo magnético os SEPS encontram fácil acesso para a atmosfera apenas em altas latitudesou nos pólos geomagnéticos. Tais ocorrências são, portanto, denominadas eventos de Polar Cap Absorption (APC).
A amplitude latitudinal da calota polar, por sua vez, é determinada pelo grau de perturbação do campo geomagnético, que normalmente é caracterizada por índices geomagnéticos Kp. A determinação da taxa de pares de íon e sua produção ocorre pela propagação de energia através da atmosfera, as partículas variam, e muito de acordo com a densidade atmosférica. A determinação da eficácia da recombinação e seu coeficiente determinam a densidade eletrônica resultante. Estes parâmetros dependem de uma complexa química atmosférica e, portanto, depende da altitude, a hora do dia, temporada solar e iluminação. Como conseqüência dessas dependências, a recombinação e descolamento das taxas são significativamente variáveis e, portanto, o resultado nunca se repete e os níveis de absorção de partículas do espectro energético incidente varia.

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