Terceiro Caso

Este tipo de irregularidade é caracterizado por irregularidades observadas somente em baixas latitudes, sendo que durante o ano de 2008 foram observadas apenas cinco noites. Nas Figuras 4.10 e 4.11 (29 de outubro de 2008 e 01 de setembro de 2008, respectivamente) apresentam-se dois dias típicos quando ocorreu espalhamento em SJC, mas não ocorreu em PAL.

Figura 4.10 - Painel da altura virtual da camada F (km) em função da hora local (LT) para o dia 29 de outubro de 2008. O horário inicial e final do espalhamento do sinal da ionossonda é marcado na figura com os retângulos vermelhos. O horário inicial e final do espalhamento do sinal da ionossonda é registrado para a região de SJC. Em PAL não há espalhamento no sinal.

Figura 4.11 - Idêntica ao da Figura 4.9, porém para o para o dia 01 de setembro de 2008. As Figuras 4.10 e 4.11 mostram que também existe uma modulação na base da camada F, porém no caso 3 esta modulação ocorre apenas para a região de SJC.

As irregularidades ionosféricas que se formam fora da região equatorial estão fora do padrão conhecido de geração e evolução de irregularidades da região F ionosférica. Entretanto pesquisas recentes têm associado à ocorrência de frente de onda de média escala (MSTIDs – Medium-scale

traveling ionospheric disturbances) com a geração de spread-F em baixas latitudes (CÂNDIDO

et al., 2008ab; PIMENTA et al., 2008; MILLER et al., 2009; MAKELA et al., 2010).

Os MSTIDs são comumente observadas em médias latitudes durante condições geomagneticamente calmas (Kp ≤ 3), especialmente em período de mínima atividade solar, e se apresentam como uma ou mais faixas alternadas, escuras e claras, em imagens da emissão do 630,0 nm. Uma característica importante é que no hemisfério sul estas ondas podem ser observadas ao sul da região da crista da EIA com direção de propagação para o noroeste. (MENDILLO et al., 1997; GARCIA et al., 2000; SHIOKAWA et al., 2003; CANDIDO et al., 2008; PIMENTA et al., 2008; MARTINIS et al., 2010). O mecanismo de geração das MSTIDs (o mais aceito atualmente) é a instabilidade de Perkins (equação 4.2). Perkins (1973) mostrou que poderia haver instabilidades no equilíbrio entre a difusão do plasma ao longo das linhas de campo geomagnéticas e a deriva E × B. Ele equacionou da seguinte forma:

B D cE D sen g _y in cos 0 2    (4.2)

onde g é a aceleração da gravidade, D é o ângulo de inclinação magnética (dip), _in é a frequência de colisão íon-neutro integrada ao longo das linhas de campo geomagnéticas, c é a velocidade da luz, E_0yé a componente zonal do campo elétrico e B é a intensidade do campo geomagnético (MAKELA et al., 2010).

Em relação às características das MSTIDs, está associado um trabalho realizado por Cândido et al. (2008b), neste trabalho foram realizadas observações simultâneas com imageadores “all-sky” e ionossondas sobre o setor brasileiro, e verificou-se que quando uma MSTIDs passa sobre Cachoeira Paulista, a camada F ionosférica se desloca abruptamente para alturas superiores ou inferiores, bem como a direção de propagação e a orientação destas estruturas (MSTIDs) sugerem fortemente sua origem em regiões ionosféricas de médias latitudes, e propagação para regiões de

baixas latitudes. Cândido (2008a) apresentou MSTIDs observadas com o imageamento óptico da emissão OI 630.0nm sobre o setor longitudinal brasileiro. Este estudo mostrou que observações da passagem de MSTIDs estão associadas ao espalhamento observado em ionogramas de uma ionossonda situada em Cachoeira Paulista.

Makela et al. (2010) mostraram que as MSTIDs também podem ser observadas próximas às regiões do equador geomagnético, como também mostraram Ogawa et al. (2009), e que esse resultado pode ser consequências do período de mínima atividade solar. Makela et al. (2010) discutiram que se as MSTIDs forem geradas em regiões próximas ao equador magnético a instabilidade Perkins não pode explicar sua formação, pois a instabilidade está relacionada entre a direção das linhas de campos e a deriva E . Dessa forma, se a instabilidade Perkins é B

realmente responsável pelo desenvolvimento das MSTIDs, parece improvável que tais estruturas observadas em baixas latitudes foram geradas localmente. Então é possível que elas tenham sido geradas em latitudes maiores e propagaram-se para latitudes menores, como apresentado por Tsugawa et al. (2007), os quais mostraram que as MSTIDs podem ter comprimento de 2 mil km, dessa forma, é plausível considerar que as estruturas de MSTIDs foram geradas em latitudes maiores e prolongadas até a região do equador. Alternativamente, Miller et al. (2009) propuseram que campos elétricos de polarização associados com processos de instabilidades no plasma em médias latitudes podem induzir a formação de irregularidades de plasma após a meia noite nas regiões equatoriais durante o mínimo solar. Tsunoda e Cosgrove (2001) discutiram que campos elétricos de polarização devido ao acoplamento entre as camadas E-F em médias latitudes geram campos elétricos similares aos gerados pelas MSTIDs, e que estes campos elétricos iniciam bolhas de plasma na região equatorial. Segundo Tsunoda (2007) mostrou como o acoplamento entre a camada E esporádica e a região F atuam na geração de bolhas de plasma através da indução de perturbações na altura da camada F pela deriva E_p . B

Os resultados de Makela et al. (2010) juntamente com o proposto por Miller et al. (2009). poderiam explicar porque há relatos de MSTIDs em baixas latitudes no período mínima atividade solar. Percebe-se que esses campos elétricos de polarização que geram instabilidades no plasma e são precursores da instabilidade R-T ainda é um assunto bastante polêmico e obscuro. Não se sabe ao certo se é controlado pelas MSTIDs e/ou por um mecanismo de acoplamento entre as

regiões F e E. Dessa forma, mais trabalhos são necessário para compreender completamente como MSTIDs podem ser observados próximo às regiões equatoriais.

Porém, a partir de nossos resultados podemos concluir que as observações da ocorrência destas estruturas em latitudes próximas do equador dá credibilidade para a hipótese de Miller et al. (2009) que as MSTIDs, mais especificamente seus campos elétricos de polarização internos, geradas em médias latitudes podem ser precursoras das irregularidades de plasma observadas durante a meia noite em um período de mínima atividade solar. Como é o caso dos eventos apresentados nas Figuras 4.10 e 4.11. Contudo, pode-se verificar nestes 2 exemplos que a estrutura que gerou spread-F em SJC (baixas latitudes) não atingiu a região de PAL (próxima ao equador). Existem fortes indicações que o espalhamento observado em SJC foi gerado por alguma estrutura, tipo frente de onda, que elevou a base da camada F e criou condições propícias para geração de algum tipo de irregularidade.