Navegando por Autor "Moro, Juliano"

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    Caracterização e Modelagem das Camadas E-Esporádicas (Es) em Estações de Baixa-Latitude no Setor Brasileiro
    (2023-06-02) Fontes Neto, Pedro Alves; Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Ojeda González, Arian; Pillat, Valdir Gil; Lima, Lourivaldo Mota; Moro, Juliano; Chagas, Láysa Cristina Araujo Resende; São José dos Campos
    As camadas E-esporádicas (Es) são finas e densas camadas com alta ionização observadas entre cerca de 100 e 140 km de altitude na região E. A formação das camadas Es em baixas latitudes estão associadas, principalmente, ao fenômeno de cisalhamento dos ventos neutros. Com esse mecanismo, os íons moleculares e metálicos são impulsionados a convergirem para um ponto onde as velocidades das componentes dos ventos são nulas. As componentes diurna, semidiurna e terdiurna das marés atmosféricas são forçantes importantes para potencializar o mecanismo de cisalhamento de vento nas regiões de baixa latitudes. Além disso, as perturbações nas ondas planetárias (PWs) causadas por eventos de aquecimento súbito da estratosfera (SSW) podem provocar interação não linear entre as marés e essas PWs, alterando a dinâmica da mesosfera e termosfera inferior (MLT), causando modificações nas camadas Es. Neste trabalho de pesquisa foram realizados três estudos. O primeiro estudo analisou a relação entre a ocorrência das camadas Es com o ciclo de atividade solar. Para isso, empregou-se dados das ionossondas de Palmas (PAL, 10,17° S; 48,33° W; dip lat. -7,31?) e São José dos Campos (SJC, 23,18º S; 45,89º W; dip lat. -19,35º). No segundo estudo, investigou-se o efeito da maré terdiurna na ocorrência/formação das camadas Es observadas sobre PAL. Nestes dois primeiros estudos foram empregados dados coletados entre dezembro/2008 e novembro/2009, e entre dezembro/2013 e novembro/2014. Além disso, dados de radar meteórico e simulações obtidas do Modelo Ionosférico da Região E (MIRE) foram utilizados para se investigar o efeito da maré terdiurna sobre o perfil de densidade eletrônica da camada Es. Finalmente, em um terceiro estudo, pesquisou-se o efeito de três eventos de SSW ocorridos no hemisfério Norte sobre a influência na dinâmica das camadas Es no hemisfério Sul, especificamente nas latitudes de Araguatins (ARA, 5,65º S; 48,12º W; dip lat. -5,44º) e SJC. Foram analisados os eventos de SSW ocorridos no hemisfério Norte durante o inverno de 2018, de 2018/2019 e de 2020/2021. Os resultados dos estudos mostraram, primeiramente, uma anticorrelação entre a ocorrência das camadas Es com a atividade solar sobre PAL e SJC. Porém, a anticorrelação não foi evidente no período noturno do inverno em ambas as localidades. Os demais períodos sazonais apresentaram uma anticorrelação tanto no período diurno quanto noturno, mais expressivamente em SJC que em PAL. Os resultados mostraram também que a modulação em amplitude da maré terdiurna estão presentes nas taxas de ocorrência das camadas Es durante todos os períodos sazonais. Além disso, os resultados de simulações da densidade eletrônica das camadas Es concordaram melhor com as medidas quando a componente da maré terdiurna foi inserida no modelo. Por fim, foi observado que ocorreu um aumento expressivo das frequências de topo (ftEs) e das densidades das camadas Es durante os eventos de SSW analisados, com resultados mais significativos para a estação de ARA que está mais próxima do equador, do que para a estação de baixa latitude de SJC.
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    New Findings of the Sporadic E (Es) Layer Development Around the Magnetic Equator During a High-Speed Solar (HSS) Wind Stream Event
    (Advancing Earth and Space Sciences) Resende, Laysa Cristina Araújo; Zhu, Y.; Denardini, Clezio Marcos; Batista, Inez Staciarini; Shi, Jiankui; Moro, Juliano; Chen, Sony Su; Santos, Fredson Conceição; Silva, Ligia Alves da; Andrioli, Vania Fatima; Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Fagundes, Paulo Roberto; Carrasco, Alexander Jose; Pillat, Valdir Gil; Wang, Chi; Liu, Z.
    The equatorial (Esq) and blanketing (Esb) sporadic (Es) layers occur due to the EquatorialElectrojet Current (EEJ) plasma instabilities and tidal wind components, respectively. Both Esq and Esb layers can appear concurrently over some Brazilian equatorial regions due to the peculiar geomagnetic field configuration in this sector. Previous works indicate that the inclination angle limit for the Esq occurrence in ionograms is 7°. However, we found evidence that regions more distant can also experience such equatorial dynamics during disturbed periods. In this context, we deeply investigated this EEJ influence expansion effect by analyzing the Esq layers in regions not so close to the magnetic equator during a high-speed solar wind stream event that occurred on May 05 and 06, 2018. To explain these atypical Esq layer occurrences, we considered the Es layer parameters obtained from digital ionosondes over the Brazilian regions, São Luís (dip: 9.5°), and Araguatins (dip: 10.5°). We use magnetometer data and a model named MIRE (E Region Ionospheric Model) to validate this mechanism. The results show that the eastward electric field of the Gradient Drift instability in the EEJ is effective during the magnetic storm main phase in the boundary equatorial magnetic sites, creating the Es q layers. Thus, the EEJ plasma irregularity superimposes the wind shear mechanism, changing the Es layer dynamics during disturbed periods over the magnetic equator boundary sites. Therefore, this work establishes new findings of the EEJ influence expansion dynamics in the Es layer formation over the Brazilian regions, which was considered in MIRE for the first time.
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    Simultaneous occurrence of midlatitude plasma bubbles and LSTIDs during the 10 October 2024 geomagnetic storm
    (Elsevier) Picanço, Giorgio Arlan da Silva; Fagundes, Paulo Roberto; Moro, Juliano; Nogueira, Paulo Alexandre Bronzato; Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Nardini, Clezio Marcos de; Resende, Laysa Cristina Araújo; Silva, Lígia Alves da; Laranja, Sophia Rodrigues; Anoruo, Chukwuma Moses; Agyei-Yeboah, Ebenezer; Souza, Ana Lucia Christovam de
    In this study, we present a multi-instrumental analysis of the extreme geomagnetic storm of October 10, 2024, focusing on the inter- action between Equatorial Plasma Bubbles (EPBs) and Large-Scale Traveling Ionospheric Disturbances (LSTIDs) over the American sector. Using Rate of Total Electron Content Index (ROTI), Total Electron Content (TEC), and Detrended Total Electron Content (DTEC) maps derived from Global Navigation Satellite System (GNSS) data, we investigated the ionospheric response to the geomag- netic storm. This analysis was complemented by far-ultraviolet airglow observations from the Global-scale Observations of the Limb and Disk (GOLD) mission, in situ electron density profiles from the Swarm satellite constellation, and ground-based ionosonde measure- ments. These multi-instrumental datasets revealed a sequence of coupled processes responsible for the generation, expansion, and mor- phological deformation of EPBs, extending well beyond their typical equatorial domain. Prompt Penetration Electric Fields (PPEFs), which led to an enhanced pre-reversal enhancement (PRE) over western South America, drove a substantial uplift of the ionospheric F-region, exceeding 700 km, and favored the development of large-scale EPBs. These structures manifested as a reversed-C-shaped plasma depletion band, confirmed by both ROTI and GOLD observations. Simultaneously, DTEC maps and keograms revealed the equatorward propagation of storm-time LSTIDs. A pronounced spatial and temporal overlap between EPB and LSTID signatures was observed at midlatitudes, especially across the western South American longitudinal sector. This interaction appears to have mod- ulated the outer structure of the EPBs, leading to asymmetric deformation and enhanced latitudinal expansion. Finally, our findings highlight the role of multiscale coupling between high-latitude and equatorial processes during geomagnetic storms and emphasize the need for integrated observations to fully characterize the dynamics of storm-induced ionospheric disturbances.
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    Study of height-spread sporadic-E layers observed in the South American Magnetic Anomaly
    (Frontiers) Moro, Juliano; Xu, Jiyao; Bageston, Jose Valentin; Silva, Ligia Alves da; Resende, Laysa Cristina Araújo; Nardin, Clezio Marcos de; Andrioli, Vania Fatima; Santos, Angela Machado; Picanco, Giorgio Arlan da Silva; Li, Hui; Zhengkuan, Liu; Wang, Chi; Schuch, Nelson Jorge
    Spread echoes from the E-region observed in ionograms obtained at high latitudes are generally classified as auroral sporadic-E (Esa) layers. These layers have also been detected in nighttime ionograms collected at some ionospheric stations in the South American Magnetic Anomaly (SAMA) region in Brazil during the recovery phases of geomagnetic storms. However, similar echoes have also been observed in the SAMA during geomagnetically quiet periods or daytime, which are not caused by energetic particle precipitation. Therefore, investigating the occurrence of these spread echoes over a longer period, rather than focusing solely on case studies, has become important. Thus, this study aims to analyze the occurrences of spread echoes from the E-region, referred to here for the first time as “Height-Spread Es (HSEs) layers.” The analysis is based on Digisonde data obtained at the Santa Maria station (29.7° S, 53.8° W, ∼22.000 nT) in Brazil over 1 year (2019/2020). The study initially presents examples of these traces on ionograms and then examines their occurrence rates over several time intervals (hours, months, seasons). Among other findings, the statistical analysis reveals that the occurrence rate of HSEs layers is 9.8% during the analyzed period. The HSEs layers appeared predominantly at night and under geomagnetically quiet conditions. Most HSEs layers lasted between 1 h and 3 h 30 min, with a peak incidence during November, December, and January. Finally, the study discusses the most likely mechanisms responsible for HSEs layer formation, considering the geomagnetic conditions and time of their detection on ionograms.