Equatorial ionospheric scintillation and spread F: forecasting tools, responses to geomagnetic storms, and seasonal/longitudinal variations

• Grant number: 11/14987-6
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Young Researchers
• Start date: September 01, 2011
• End date: January 31, 2012
• Field of knowledge: Physical Sciences and Mathematics - Geosciences - Geophysics
• Principal Investigator: Esayas Belay Shume
• Grantee: Esayas Belay Shume
• Host Institution: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). São José dos Campos , SP, Brazil
• Associated research grant: 11/08091-0 - Equatorial ionospheric scintillation and spread F: Forecasting tools, responses to geomagnetic storms, and seasonal/longitudinal variations, AP.JP

Abstract

O espalhamento da camada F equatorial é um fenômeno de irregularidade do plasma ocorrendo principalmente à noite na região F da ionosfera. O espalhamento da camada F equatorial é uma manifestação das instabilidades de inter-troca ionosférica. É um modo de realimentação para a liberação da energia potencial gravitacional livre armazenada na região F equatorial noturna devido a fortes gradientes da densidade do plasma. Um largo espectro (poucos metros a quilômetros) de irregularidades da densidade do plasma alinhadas ao longo da linha de campo magnético é produzido pelas instabilidades de inter-troca. Sempre que o trajeto de propagação de um sinal eletromagnético de satélites de comunicação e navegação encontra irregularidades devidas ao espalhamento da camada F, flutuações irregulares na amplitude e na fase do sinal (cintilação) são produzidas. A cintilação do sinal degrada severamente a performance de comunicação transionosférica e de sistemas de navegação. Os principais objetivos científicos desta proposta estão resumidamente descritos abaixo: 1. Desenvolver ferramentas de predição de cintilação usando coerência e fase do espectro cruzado de "wavelets" dos sinais de cintilação de dados de sinal de receptores do SCINDA ("Scintillation Network Decision AID") e do instrumento CERTO ( "Coherent Electromagnetic Radio Tomography") a bordo do satélite C/NOFS ("Communication/Navigation Outaged Forecast Systems"). 2. Investigar as respostas das irregularidades do espalhamento da camada F equatorial a diferentes níveis de atividade geomagnética. O estudo também tem como objetivo a investigação da variação com a longitude e estação do ano da resposta do espalhamento da camada F equatorial às tempestades geomagnéticas. Nós vamos utilizar dados de densidade iônica, do campo elétrico e do CET (Conteúdo Eletrônico Total) do satélite C/NOFS, dados de densidade do plasma e do potencial cruzado da calota polar do satélite DMSP, dados do campo magnético interplanetário do satélite ACE, e observações de cintilação do SCINDA. 3. Estabelecer o crescimento (ou supressão) das instabilidades do plasma da região F equatorial ao anoitecer na parte de baixo da região F equatorial usando um modelo baseado na física, um modelo empírico, e observações da deriva vertical do plasma se dero tilizarida por ionossondas para determinar assimetrias e variabilidade longitudinal da cintilamedida por ionossonda, para determinar a ocorrência de assimetrias e variabilidade longitudinal da cintilação e do espalhamento da camada F. Os cálculos do modelo utilizarão medidas realísticas de parâmetros de entrada ionosféricos, geomagnético, e atmosféricos. (AU)