Sistema de gerenciamento e monitoramento de dados ionosféricos e aprimoramento de predições do conteúdo eletrônico total e da cintilação ionosférica sobre o território brasileiro

• Processo: 09/01251-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2009
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2011
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geofísica
• Pesquisador responsável: Eurico Rodrigues de Paula
• Beneficiário: Eurico Rodrigues de Paula
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 10/10772-2 - Sistema de gerenciamento e monitamento de dados ionosféricos e aprimoramento de predições do conteúdo eletrônico total e da cintilação ionosférica sobre o território brasileiro, BP.TT; 09/08480-6 - Sistema de gerenciamento e monitamento de dados ionosféricos e aprimoramento de predições do conteúdo eletrônico total e da cintilação ionosférica sobre o território brasileiro, BP.TT
• Assunto(s): Ionosfera Eletromagnetismo Eletrodinâmica Sistema de posicionamento global (GPS)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dados de GPS | Eletrodinâmica da ionosfera | Predição da cintilação ionosférica | Predição do Conteúdo Eletrônico Total | Resposta da ionosfera às tempestades magnéticas | Sistema de monitoramento e gerenciamento de dados ionosféricos | Ionosfera

Resumo

A ionosfera terrestre em regiões tropicais, como é o caso do Brasil, não é bem comportada como em latitudes médias, pois apresenta grandes gradientes latitudinais de densidade eletrônica e do Conteúdo Eletrônico Total (CET) devido à presença da Anomalia Ionosférica Equatorial (AIE) e de irregularidades do plasma ionosférico (bolhas). O CET causa um retardo no sinal eletromagnético que atravessa a ionosfera. As irregularidades ionosféricas são geradas após o pôr do Sol no equador magnético devido às instabilidades do plasma (Rayleigh-Taylor RT) e quando sobem elas se evoluem ao longo das linhas de campo magnético atingindo cerca de 20o de latitude magnética ao norte e ao sul do equador. Estas irregularidades do plasma ionosférico causam cintilação de fase e de amplitude nos sinais eletromagnéticos que atravessam a ionosfera. A amplitude da cintilação do sinal por sua vez é maior em regiões onde o CET é maior, como por exemplo no picos da AIE.O estabelecimento recente do Sistema Global de Posicionamento (GPS), que transmite nas freqüências L1 (1,575 GHz) e L2(1,227 GHz), forneceu uma nova técnica que pode ser utilizada para estudar as irregularidades ionosféricas. No INPE o estudo das irregularidades ionosféricas utilizando GPS foi iniciado em 1997 em colaboração com a Universidade de Cornell e com suporte FAPESP.A partir de 2007, através de um projeto com suporte da FAPESP, processo número 2006/06585-7, foi implementado um sistema de mapeamento e monitoramento em tempo real de cintilação ionosférica e CET sobre o território brasileiro. O mapeamento e monitoramento de cintilação ionosférica e CET estão disponíveis em tempo real no endereço eletrônico: www.inpe.br/scintec.As metas principais propostas foram cumpridas, no entanto apontamos a necessidade de realizar algumas customizações para tornar o sistema mais eficiente e robusto.Enumeramos essas customizações como o desenvolvimento de uma metodologia de cálculo do índice S4 de cintilação que deve ser aplicada a diferentes modelos de receptores GPS; a criação de um sistema de backups automatizado dos dados, criar um sistema de meta-dados para controlar o recebimento de arquivos dos diversos sistemas e fazer a qualificação dos dados, elaboração de scripts (programas) para automatizar a extração de dados conforme os formatos (RINEX, RINEX2), migração do banco de dados de MySQL para POSTGRES, modelagem dos dados de dados relacional e fazer o estudo da relação entre as tempestades magnéticas e o CET. Ainda aprimorar as predições de cintilação ionosférica e CET através de mineração de dadosUma vez estabelecido um sistema de dados de CET e de cintilação em tempo real robusto e confiável sobre o Brasil, ficará mais fácil atingir os objetivos de prestação de serviços à comunidade como a disponibilidade de mapas do CET e da cintilação ionosférica em tempo real, fornecimento destes dados através de assimilação para um modelo da ionosfera de baixas latitudes. Será possível utilizar os gradientes do CET, para auxiliar o Projeto Clima Espacial recém estabelecido no INPE e também realizar os objetivos científicos como o estudo do comportamento da ionosfera às tempestades magnéticas, efeitos do ciclo solar, estação do ano, hora local e posição geomagnética sobre o CET e sobre as irregularidades. (AU)