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A atenuação atmosférica na faixa THz até o infra-vermelho médio

Processo: 19/22205-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2019
Vigência (Término): 30 de novembro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Astronomia - Instrumentação Astronômica
Pesquisador responsável:Carlos Guillermo Giménez de Castro
Beneficiário:Jorge Fernando Valle Silva
Instituição-sede: Escola de Engenharia (EE). Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM). Instituto Presbiteriano Mackenzie. São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/24155-3 - Diagnóstico de explosões solares em inédito intervalo espectral, de micro-ondas até frequências THz: desafios para interpretação (FLAT), AP.TEM
Assunto(s):Atividade solar   Infravermelho   Radiação Terahertz

Resumo

A opacidade atmosférica desempenha um papel fundamental nas observações astronômicas, pois afeta a determinação absoluta da medição de fluxo. Assumindo uma atmosfera plano paralela e homogênea, um sinal astronômico será atenuado por um fator e ½ segundo, (1) onde Ľ é a profundidade óptica na frequência ½ na direção do zênite e ¶ é a distância do zênite da direção de observação. A dependência da atenuação com o comprimento de onda é representada qualitativamente na Figura 1. É bem sabido que a atenuação atmosférica nos comprimentos de onda visíveis é muito fraca, assim como os comprimentos de onda do decímetro. No entanto, as observações em milímetros começam a ser atenuadas, por esse motivo os telescópios que operam em frequências acima de 100 GHz estão localizados acima do nível do solo para reduzir a massa atmosférica sobre o observatório, quanto maior a frequência, maior a altura do observatório. No entanto, observações acima de 1 THz (> = 0,3 mm) são extremamente atenuadas, mesmo quando observadas a 5 000 metros acima do nível do mar com d 1 apenas por alguns dias por ano. A uma frequência em torno de 15 THz (»= 0,02 mm), a opacidade atmosférica cai significativamente, permitindo observações em altitude média. Existem, no entanto, poucos trabalhos que descrevem a opacidade atmosférica da faixa THz a IR média em detalhes. Pardo et al. (2001) desenvolveram um novo modelo que calcula a propagação de ondas eletromagnéticas através da atmosfera de 1 GHz a 2 THz. Os autores escreveram um programa de computador chamado ATM, que é distribuído gratuitamente e amplamente utilizado em diferentes observatórios. Paine (2018) também desenvolveu um modelo atmosférico e produziu um programa de computador chamado am, que é amplamente utilizado para calcular a transmissão atmosférica de 1 GHz a 1 THz. Mais recentemente, Eriksson, P. e Buehler, S.A. e Davis, C.P. e Emde, C. e Lemke, O. (2011) desenvolveram um modelo atmosférico que calcula a transferência radiativa entre 3 mm (½ = 100 GHz) e 0,001 mm (½ = 300 THz). O Atmospheric Radiative Transfer Simulator (arts) é um software de código aberto de domínio público, escrito em C ++, que na presente versão 2 pode lidar com geometrias esféricas e de dispersão. (AU)