IonMAP: Sistema de assimilação de dados para o imageamento tridimensional da ionosfera no Brasil

Autor(es)

Fabricio dos Santos Prol

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Presidente Prudente. 2019-02-11.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Ciências e Tecnologia. Presidente Prudente
• Data de defesa: 2019-01-25
• Orientador: Paulo de Oliveira Camargo; Marcio Tadeu de Assis Muella

Resumo

A considerável variação espaço-temporal da densidade eletrônica na atmosfera superior terrestre torna a ionosfera uma região de difícil modelagem. Parte dos modelos que utilizam as observáveis do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) descreve a ionosfera como uma camada fina de altitude constante. No entanto, esta camada pode ter, na realidade, mais de 1000 km de espessura. A densidade eletrônica ao longo das diversas altitudes pode ser determinada por meio de técnicas de reconstrução tomográfica, que consistem em utilizar medidas de conteúdo total de elétrons (TEC - Total Electron Content) advindas de diferentes direções/elevações. Desta forma, é possível realizar o imageamento ionosférico em três dimensões. Contudo, o uso apenas de observações de TEC na reconstrução tomográfica apresenta deficiências nas representações verticais da ionosfera. Esta limitação pode ser reduzida com a assimilação de observações de perfis ionosféricos, sendo objeto de investigação em diversos métodos de imageamento ionosférico. Existe particular interesse na assimilação de dados sobre o setor longitudinal brasileiro, pois fenômenos peculiares da ionosfera tropical podem ser estudados, tais como os efeitos da forte deriva vertical que ocorre na região equatorial durante os horários do pico de pré-reversão, a intensificação da Anomalia Equatorial de Ionização e as irregularidades no plasma ionosférico. No intuito de analisar a performance de métodos de assimilação de dados sobre a ionosfera brasileira, a presente pesquisa de Doutorado tem o objetivo de desenvolver e verificar a qualidade de um novo método de assimilação de dados construído especificamente para descrever a ionosfera da região brasileira. O método foi desenvolvido com base na revisão sobre modelos ionosféricos antecessores e os experimentos foram conduzidos com dados de ionossondas, receptores GNSS sobre a superfície terrestre e receptores instalados em satélites por meio da técnica de Rádio-Ocultação. Como resultado, novas compreensões da ionosfera foram descobertas, principalmente, no que se refere à região superior e ao posicionamento GNSS de simples-frequência. Além disso, por se tratar de um modelo tridimensional, foi possível analisar a mitigação do impacto ionosférico no posicionamento GNSS utilizando valores inclinados de TEC (Slant TEC). Vale destacar que, além da boa performance do método na estimativa do TEC e na determinação de parâmetros da região de pico e topo, o método permitiu detectar e representar bolhas ionosféricas sobre o setor brasileiro, pelo qual é um fenômeno de grande interesse devido ao seu forte impacto nos sinais transionosféricos. (AU)

• Processo FAPESP: 15/15027-7 - Assimilação de dados para o imageamento tridimensional da ionosfera na região brasileira
• Beneficiário: Fabricio dos Santos Prol
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado