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Distúrbios ionosféricos viajantes: simulação e observação, a importância de latitudinal de acoplamento de ondas gravidade-instabilidades Perkins-Es-layer e de forçando desde a pré-sísmica eventos

Processo: 11/21903-3
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de junho de 2012 - 31 de maio de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geofísica
Pesquisador responsável:Esfhan Alam Kherani
Beneficiário:Esfhan Alam Kherani
Instituição-sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Pesq. associados:Eurico Rodrigues de Paula ; Jose Humberto Andrade Sobral ; Mangalathayil Ali Abdu
Auxílios(s) vinculado(s):15/50541-3 - Quantitative modeling of ocean/ionosphere coupling for monitoring tsunamis from space, AP.R
Bolsa(s) vinculada(s):12/05924-3 - Distúrbios Ionosféricos Viajantes: simulação e observação, a importância de latitudinal de acoplamento de ondas gravidade-instabilidades Perkins-Es-layer e de forçando desde a pré-sísmica eventos, BP.JP
Assunto(s):Atmosfera  Ionosfera  Ondas gravitacionais  Simulação por computador 

Resumo

Em médias latitudes magnéticas o fenômeno da propagação ds perturbações ionosféricas de média escala (Meso-Sacle Traveling ionospheric Disturbalnces - MSTIDS) tem frequência de ocorrência relativamente alta. Embora inúmeras campanhas experimentais já tenham sido efetuadas para se estudar esse fenômeno, o conhecimento teórico ainda é incipiente. Existem atualmente dois mecanismos propostos para explicar os MSTIDs que são os seguintes: (1) Geração do MSTID pela interação entre ondas de gravidade (Atmospheric Gravity Waves - AGW) e a instabilidade de plasmas denominada Instabilidade Perkins (Perkins Instability PI), (2) Geração das MSTIDs por ação combinada entre a PI e instabilidade da camada ionosférica E-esporádica - EsI . Recentemente, Kelley (2011) sugeriu uma ação conjunta dos três fenômenos acima citados, ou seja, AGW, PI e EsI. Na presente pesquisa proponho o desenvolvimento combinado AGW-PI- EsI sob cuja condição serão desenvolvidos os seguintes modelos de simulação: (1) propagação de ondas de gravidade (AGW) de altas para médias latitudes, (2) Modelo da PI nas latitudes média e baixa, (3) Modelo da EsI. A teoria da ação combinada AGW-PI-EsI ainda inexiste na literatura especializada e o seu desenvolvimento conforme proposto nesta pesquisa deverá permitir a explicação de muitos fenômenos até agora inexplicados. Embora esta proposta seja em princípio uma proposta teórica, uma campanha de observação para observação das MSTIDS deverão ser levadas a cabo por meio de uma densa rede de receptores GPS, com imageadores ópticos da raia 6300 Å do oxigênio atômico e Digissondas distribuídos em uma vasta área do território brasileiro. Depois da recente e conhecida ocorrência do Tsunami em águas e territórios japoneses, Makela et al (201) mostraram de forma inédita perturbações ionosféricas que aconteceram em momentos que antecederam esse Tsunami. A causa desses fenômenos pré-sismicos (pre-seismic-traveling ionosphereic disturbances - PSTIDs), mas observações feitas por Lognoni (2011) mostraram evidências de lentos deslizamentos sob a superfície da terra, durante suas observações experimentais. Atualmente ainda não existe uma explicação teórica para o mecanismo de interação entre movimentos debaixo da crosta terrestre com o sistema ionosfera/termosfera que expliquem os PSTIDs. Nesta proposta de pesquisa temos como foco tal explicação teórica, para cuja consecução pretendemos desenvolver teoricamente o mecanismo que ocorre por debaixo da crosta terrestre e o subsequente acoplamento desse mecanismo com o sistema ionosfera/termosfera conforme observado Makela et al (2011) e Lognonnie et al (2011), desenvolvendo um modelo unificado para tais fenômenos terrestres e atmosféricos. O uso desse modelo poderá prever fenômenos como o Tsunami que vem despertando interesse na comunidade científica nesses últimos anos. O modelo unificado inclui análise de instabilidade no modo normal (normal mode) que gera a onda que se propaga até a superfície terrestre assim como a subsequente geração de ondas de gravidade e fenômenos PSTID. Nesse trabalho pretendemos encontrar a distribuição espectral e a evolução temporal/espacial dos PSTIDs e distingui-los das estruturas mais intensas MSTIDs. (AU)

Publicações científicas (11)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
JONAH, O. F.; KHERANI, E. A.; DE PAULA, E. R. Investigations of conjugate MSTIDS over the Brazilian sector during daytime. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS, v. 122, n. 9, p. 9576-9587, SEP 2017. Citações Web of Science: 4.
BAGIYA, MALA S.; KHERANI, E. A.; SUNIL, P. S.; SUNIL, A. S.; SUNDA, S.; RAMESH, D. S. Origin of the ahead of tsunami traveling ionospheric disturbances during Sumatra tsunami and offshore forecasting. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS, v. 122, n. 7, p. 7742-7749, JUL 2017. Citações Web of Science: 0.
KLAUSNER, V.; ALMEIDA, T.; DE MENESES, F. C.; KHERANI, E. A.; PILLAT, V. G.; MUELLA, M. T. A. H.; FAGUNDES, P. R. First Report on Seismogenic Magnetic Disturbances over Brazilian Sector. PURE AND APPLIED GEOPHYSICS, v. 174, n. 3, p. 737-745, MAR 2017. Citações Web of Science: 1.
SOUSASANTOS, J.; KHERANI, E. A.; SOBRAL, J. H. A. An alternative possibility to equatorial plasma bubble forecasting through mathematical modeling and Digisonde data. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS, v. 122, n. 2, p. 2079-2088, FEB 2017. Citações Web of Science: 3.
KHERANI, E. A.; BHARUTHRAM, R.; SINGH, S.; LAKHINA, G. S.; DE MENESES, F. CARLOS. Unstable density distribution associated with equatorial plasma bubble. Physics of Plasmas, v. 23, n. 4 APR 2016. Citações Web of Science: 1.
JONAH, O. F.; KHERANI, E. A.; DE PAULA, E. R. Observation of TEC perturbation associated with medium-scale traveling ionospheric disturbance and possible seeding mechanism of atmospheric gravity wave at a Brazilian sector. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS, v. 121, n. 3, p. 2531-2546, MAR 2016. Citações Web of Science: 10.
KHERANI, E. A.; ROLLAND, L.; LOGNONNE, P.; SLADEN, A.; KLAUSNER, V.; DE PAULA, E. R. Traveling ionospheric disturbances propagating ahead of the Tohoku-Oki tsunami: a case study. Geophysical Journal International, v. 204, n. 2, p. 1148-1158, FEB 2016. Citações Web of Science: 14.
KLAUSNER, VIRGINIA; KHERANI, ESFHAN A.; MUELLA, MARCIO T. A. H. Near- and far-field tsunamigenic effects on the Z component of the geomagnetic field during the Japanese event, 2011. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS, v. 121, n. 2, p. 1772-1779, FEB 2016. Citações Web of Science: 4.
KHERANI, E. A.; PATRA, A. K. Fringe field dynamics over equatorial and low-latitude ionosphere: A three-dimensional perspective. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS, v. 120, n. 8, p. 6941-6947, AUG 2015. Citações Web of Science: 4.
DE PAULA, E. R.; JONAH, O. F.; MORAES, A. O.; KHERANI, E. A.; FEJER, B. G.; ABDU, M. A.; MUELLA, M. T. A. H.; BATISTA, I. S.; DUTRA, S. L. G.; PAES, R. R. Low-latitude scintillation weakening during sudden stratospheric warming events. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS, v. 120, n. 3, p. 2212-2221, MAR 2015. Citações Web of Science: 17.
SOUSASANTOS, JONAS; KHERANI, E. A.; SOBRAL, J. H. A. A numerical simulation study of the collisional-interchange instability seeded by the pre-reversal vertical drift. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS, v. 118, n. 11, p. 7438-7449, NOV 2013. Citações Web of Science: 9.

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