Investigação das irregularidades do plasma do eletrojato equatorial e do eco de 150 km no setor brasileiro utilizando multi-instrumentos e modelagem

• Processo: 07/08185-9
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2008
• Vigência (Término): 31 de agosto de 2011
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geofísica
• Pesquisador responsável: Eurico Rodrigues de Paula
• Beneficiário: Esayas Belay Shume
• Instituição-sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Assunto(s): Simulação por computador Eletrojato equatorial

Resumo

Investigação das irregularidades do plasma do eletrojato equatorial e do eco de 150 km no setor brasileiro utilizando multi-instrumentos e modelagemE.B Shume e E. R. de PaulaA ionosfera equatorial possui processos de instabilidades do plasma peculiares. As irregularidades do eletrojato e dos ecos de 150 km são processos típicos da camada E da ionosfera equatorial. As estruturas temporais e espaciais dos campos elétricos de baixas latitudes, que são originados pelo dínamo devido aos ventos, dependem da atividade solar, da estação do ano e das condições geofísicas fora do equador magnético, portanto a dependência das irregularidades do plasma do eletrojato e dos ecos de 150 km com estes parâmetros necessitam ser investigadas.O eletrojato equatorial é formado na camada E onde íons são colisionais e elétrons são magnetizados, o ângulo de inclinação magnética é zero, as condutividades são anisotrópicas e o campo elétrico é gerado pelo dínamo. A energia potencial eletrostática livre armazenada no eletrojato é liberada pela excitação do espectro de banda larga das irregularidades do plasma alinhadas ao campo magnético geradas pelo mecanismos das instabilidades Farley-Buneman e gradiente de deriva. O radar VHF (30 MHz) de espalhamento coerente de São Luís tem sondado os ecos do eletrojato desde dezembro de 2001.Os ecos de 150 km são instabilidades do plasma situadas acima do eletrojato, ou seja entre 140 a 160 km de altitude e também possuem frentes de onda alinhadas ao campo magnético. Até o momento nem os mecanismos de geração ou de supressão dos ecos de 150 km foram estabelecidos. Os ecos de 150 km, que têm sido medidos pelo radar (30 MHz) de São Luís, podem ser usados para monitorar os campos elétricos próximo do equador magnético e contribuir para os esforços de modelagem eletrodinâmica da atmosfera terrestre. Métodos e tópicos de pesquisa: baseado em dados do radar VHF (30 MHz) de espalhamento coerente de São Luís que foi implementado através de projetos FAPESP (processos 99/00026-0 e 04/01065-0) e do radar de 50 MHz do INPE também instalado em São Luís, de digissondas e magnetogramas e baseado em um modelo computacional tridimensional do potencial eletrostático, que foi desenvolvido baseado em condições de quasi-neutralidade, que pode levar em conta efeitos de tempestades magnéticas, os seguintes tópicos de pesquisa são propostos;- estatística da intensidade da corrente do eletrojato em função do ciclo solar, estação do ano e condições geomagnéticas e estudo dos efeitos dos parâmetros ionosféricos fora do equador magnético;- investigação das características dos desvios Doppler e características espectrais das irregularidades da camada E usando dados dos 2 radares de São Luís (um que opera em 30 MHz detecta irregularidades de tamanho de escala de 5 m e o outro radar de 50 MHz que detecta estruturas de 3 m), o que permitirá estudar a dependência das propriedades espectrais do tamanho de escala das irregularidades do eletrojato;-estudo dos fatores (ventos, oscilações de marés, ondas de gravidade e atividade geomagnética) que determinam a intensidade dos ecos das irregularidades do eletrojato;-análise de quando o contra eletrojato ocorre e qual a influência com o ciclo solar, estação do ano, condições geofísicas e geomagnéticas, análise dos fatores que geram o contra eletrojato e de como os mecanismos de instabilidade Farley-Buneman e gradiente de deriva se comportam durante contra-eletrojato;- análise dos comprimentos de onda dos ecos de 150-km usando o radar de São Luís (30 MHz) no modo interferométrico;- estudo das variações temporais e espaciais das irregularidades do plasma dos ecos de 150-km para investigar os seus mecanismos de geração e de decaimento;-estudo da dependência dos ecos de 150-km com o ciclo solar, estação do ano e condições geomagnéticas;- estudo das magnitudee das derivas verticais e zonais dos ecos de 150-km e quais as suas implicações nos mecanismos de geração dest

Publicações científicas

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(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)

SHUME, E. B.; DE PAULA, E. R.; MAUS, S.; HYSELL, D. L.; RODRIGUES, F. S.; BEKELE, A.. Equatorial zonal electric fields inferred from a 3-D electrostatic potential model and ground-based magnetic field measurements. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, v. 114, JUN 6 2009. (07/08185-9)

SHUME, E. B.; DENARDINI, C. M.; DE PAULA, E. R.; TRIVEDI, N. B.. Variabilities of the equatorial electrojet in Brazil and Peru. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, v. 115, JUN 16 2010. (07/08185-9)

SHUME, E. B.; RODRIGUES, F. S.; MANNUCCI, A. J.; DE PAULA, E. R.. Modulation of equatorial electrojet irregularities by atmospheric gravity waves. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-SPACE PHYSICS, v. 119, n. 1, p. 366-374, JAN 2014. (04/01065-0, 99/00026-0, 07/08185-9)

SHUME, E. B.; RODRIGUES, F. S.; DE PAULA, E. R.; BATISTA, I. S.; BUTALA, M. D.; GALVAN, D. A.. Day-time F region echoes observed by the Sao Luis radar. JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS, v. 103, n. SI, p. 48-55, OCT 2013. (04/01065-0, 99/00026-0, 07/08185-9)

SHUME, E. B.; DE PAULA, E. R.; ABDU, M. A.. Modulation of equatorial electrojet plasma waves by overshielding electric field during geomagnetic storms. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, v. 116, AUG 5 2011. (04/01065-0, 99/00026-0, 07/08185-9)

SHUME, E. B.; DE PAULA, E. R.; KHERANI, E. A.; ABDU, M. A.; DENARDINI, C. M.. Equatorial electrojet plasma irregularities observed during late afternoon by the 30 MHz coherent scatter radar in Sao Luis, Brazil. JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND SOLAR-TERRESTRIAL PHYSICS, v. 73, n. 11-12, SI, p. 1560-1567, JUL 2011. (04/01065-0, 99/00026-0, 07/08185-9)