Navegando por Autor "Pillat, Valdir Gil"
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Item A study of tidal and planetary waves in the American and African sectors(2022-11-18) Fagundes, Paulo Roberto; Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Tardelli, Alexandre; Paulino, Ana Roberta da Silva; Lima, Lourivaldo Mota; Brown, Vera Yesutor Tsali; Pillat, Valdir Gil; São José dos CamposObserved data were obtained from magnetometers measuring the horizontal field intensity H(nT) of the geomagnetic field in the American and African sectors. These magnetometers were located in São José dos Campos, Eusébio, and São Luís, in the American Sector and Tamanrasset, Hermanus, and Tsumeb in the African sector. The datasets were analyzed and periods relating to solar and lunar tidal oscillations were extracted using the least square fit method. Results showed the presence of solar tidal oscillations (diurnal, semidiurnal, and terdiurnal) and semidiurnal lunar tidal oscillations present in both sectors. The latitudinal response of the three solar tidal components at three stations to the sudden stratospheric warming (SSW) of 2018 was also studied. It was observed that the low latitude station nearest the geomagnetic equator presented enhancements in the three components during the event. However, an anomaly was observed in the semidiurnal lunar tide in the African sector which could not be explained. Furthermore, wavelike oscillations between 3 to 32 days and relating to planetary waves were observed in the geomagnetic field. These wavelike oscillations between 3 to 32 days were also seen in the virtual height (h ´F) of the ionosphere measured by ionosondes located at São José dos Campos and Araguatins in the American sector. PW results in the ?H were in good agreement with the F10.7 solar flux. Additionally, during the geomagnetic storm of September 7-11, 2017, ?H component Yariations in the American and African sectors (selected stations) showed different responses suggesting the presence of longitudinal dependence.Item 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 CamposAs 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.Item Caracterização geométrica de nuvens magnéticas interplanetárias por meio de experimentos computacionais(2021-04-01) Ojeda González, Arian; Prestes, Alan; Oliveira, Virgínia Klausner de; Echer, Ezequiel; Silva, Marlos Rockenbach da; Oliveira, Rosemeire Aparecida Rosa; Pillat, Valdir Gil; São José dos CamposNuvens Magnéticas constituem de um caso particular das Ejeções de Massa Coronais Interplanetárias que são observadas no vento solar por diferentes satélites e apresentam características peculiares usadas em sua identificação. Esses eventos podem ser modelados analiticamente pelo modelo livre de força como um cilindro infinito, também chamado tubo de fluxo. Para encontrar a orientação do eixo do cilindro, o método da mínima variância (MVA) é aplicado em observações do campo magnético interplanetário. O MVA é um problema clássico de autovalores e autovetores que transforma dados medidos in situ em um novo sistema de coordenadas bidimensional, representando a melhor seção transversal possível do cilindro proposto pelo modelo livre de força. A aplicabilidade do MVA é tradicionalmente definida de acordo com relações entre os autovalores. No entanto, as regras de degeneração existentes na literatura são baseadas em estatísticas de erros. Além disso, os autovetores associados a estes autovalores, determinam a direção do eixo da nuvem magnética. Nesse sentido, o cálculo dos ângulos, os planos de máxima e de mínima variância e o tipo de tubo de fluxo desse novo sistema de coordenadas fica comprometido, uma vez que o método não especifica a orientação do eixo. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é relacionar o MVA e o modelo livre de força do ponto de vista geométrico. Com isso, propôs-se uma métrica capaz de medir a degeneração dos autovalores a partir da geometria do espaço de variância gerado pelo MVA. Além disso desenvolveu-se e será disponibilizado à comunidade científica um experimento computacional com interface gráfica, semi automático embasado no modelo livre de força e no método da mínima variância, a fim de sanar os problemas relacionados com o sentido dos autovetores gerados pelo MVA.Item CIR-Driven Geomagnetic Storm and High-Intensity Long-Duration Continuous AE Activity (HILDCAA) Event: Effects on Brazilian Equatorial and Low-Latitude Ionosphere-Observations and Modeling(MDPI) Abaidoo, Samuel; Klausner, Virginia; Candido, Claudia Maria Nicoli; Pillat, Valdir Gil; Godoy, Stella Pires de Moraes Santos Ribeiro; Guedes, Fabio Becker; Toledo, Josiely Aparecida do Espirito Santo; Trigo, Laura LuizThis paper investigates the effects of a Corotating Interaction Region (CIR)/High-Speed Stream (HSS)-driven geomagnetic storm from 13 to 23 October 2003, preceding the well-known Halloween storm. This moderate storm exhibited a prolonged recovery phase and persistent activity due to a High-Intensity Long-Duration Continuous AE Activity (HILDCAA) event. We focus on low-latitude ionospheric responses induced by Prompt Penetration Electric Fields (PPEFs) and Disturbance Dynamo Electric Fields (DDEFs). To assess these effects, we employed ground-based GNSS receivers, Digisonde data, and satellite observations from ACE, TIMED, and SOHO. An empirical model by Scherliess and Fejer (1999) was used to estimate equatorial plasma drifts and assess disturbed electric fields. Results show a ∼120 km uplift in hmF2 due to PPEF, expanding the Equatorial Ionization Anomaly (EIA) crest beyond 20° dip latitude. DDEF effects during HILDCAA induced sustained F-region oscillations (∼100 km). The storm also altered thermospheric composition, with [[O]/[N2] enhancements coinciding with TEC increases. Plasma irregularities, inferred from the Rate of TEC Index (ROTI 0.5–1 TECU/min), extended from equatorial to South Atlantic Magnetic Anomaly (SAMA) latitudes. These results demonstrate prolonged ionospheric disturbances under CIR/HSS forcing and highlight the relevance of such events for understanding extended storm-time electrodynamics at low latitudes.Item Daily and Monthly Variations of the Equatorial Ionization Anomaly (EIA) Over the Brazilian Sector During the Descending Phase of the Solar Cycle 24(Advancing Earth and Space Sciences) Dias, Maukers Alem Lima; Fagundes, Paulo Roberto; Venkatesh, Karnam; Pillat, Valdir Gil; Ribeiro, Brunno Augusto Gomes; Seemala, Gopi K.; Arcanjo, Mateus de OliveiraIt has been noticed recently that the equatorial ionization anomaly (EIA) in the Brazilian eastern, middle, and western sectors present significant longitudinal variability within a short separation due to the presence of typical magnetic field structure over South America. Therefore, the main motivation of this study is to investigate day‐to‐day and month‐to‐month characteristics of the EIA in three closely spaced longitudinal sectors over the Brazilian region during the year 2016 in the descending phase of the solar activity. These three longitudinal sectors are perpendicular to the magnetic equator at its largest declination over the globe. The EIA showed a semiannual variation in all sectors with a major maximum during the summer, a minimum during the winter, and secondary maximum during spring. In addition, the EIA shows its classical behavior with a trough around the magnetic equator and crests at low latitudes (from ±15° to ±20°). When the EIA is not developed, the maximum ionization is located around the dip equatorial latitudes and the anomaly crest is absent. The number of days within 1 year that showed clear EIA development in the west, middle, and east sectors is 248 (78.2%), 236 (74.4%), and 265 (83.6%), respectively. The undeveloped/absence of EIA is also found often during the months of winter, and the numbers of such days during 2016 in the west, middle, and east are 69 (21.8%), 81 (25.6%), and 52 (16.4%), respectively. Also, the shape, strength, extent, and lifetimes of EIA crest have shown significant variabilities between the three sectors during different seasons. Further, a comparative analysis is carried out on the variations of EIA crest and lifetime between GPS observations and IRI‐2016 model, and the results are discussed.Item Desenvolvimento e caracterização de nanocelulose para aplicações em filtros de ar visando aplicações aeroespaciais(2024-03-08) Vieira, Lúcia; Oliveira, Virgínia Klausner de; Pillat, Valdir Gil; Contini, Rita de Cássia Mendonça Sales; Sousa, Letícia Pereira dos Santos Ferreira Barbosa de; São José dos CamposEste estudo contém a descrição do desenvolvimento e da caracterização de filtros de ar eletrofiados, utilizando uma combinação de álcool polivinílico (PVA) e nanocelulose, com ênfase em sua aplicação em ambientes aeroespaciais. A combinação do PVA com a nanocelulose eletrofiados promete materiais com propriedades aprimoradas, aproveitando as características únicas da nanocelulose e a versatilidade do PVA. A nanocelulose foi obtida a partir do subproduto do processo de fermentação da bebida kombucha, oferecendo uma fonte de material de baixo custo. Para garantir a pureza do material, foram implementados métodos de esterilização eficazes e ambientalmente amigáveis, como o uso de plasma não- térmico e ultrassom de alta potência. O estudo investigou a influência de técnicas inovadoras de purificação, incluindo o plasma gliding arc e técnica consolidada como o ultrassom de alta potência, na remoção de bactérias e resíduos fermentativos. Os resultados indicaram que o ultrassom foi a técnica mais eficaz, sendo selecionado para experimentos futuros, já o plasma propiciou a formação de um subproduto. As nanofibras tratadas com ultrassom foram então adicionadas à solução de PVA e Ácido Cítrico (AC) para eletrofiação de não tecidos e caracterizadas via microscopia eletrônica de varredura para verificar a morfologia. O tratamento por ultrassom provou ser superior, eliminando efetivamente as bactérias enquanto preserva a estrutura das fibras de celulose, deixando apenas as fibras de celulose visíveis. Os espectros de ressonância magnética nuclear (RMN) dos núcleos de 13C revelaram uma nova banda ativa atribuída ao tratamento com plasma, sugerindo a presença de um novo radical identificado como C2H2-Y, potencialmente originário de compostos de nitrogênio ou oxigênio no ambiente de plasma atmosférico. A Microscopia Confocal de Fluorescência e a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) confirmaram a erradicação eficaz das bactérias com ambos os métodos.Item Effects of planetary wave oscillation on E-sporadic (Es) layers during the rare Antarctic sudden stratospheric warming of 2019(Elsevier) Fontes, Pedro Alves; Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Resende, Laysa Cristina Araújo; Jesus, Rodolfo de; Fagundes, Paulo Roberto; Mitra, Gourav; Pillat, Valdir Gil; Batista, Paulo Prado; Buriti, Ricardo Arlen; Correia, Emília; Muka, Peter TaiwoThis study investigates the impact of the rare 2019 Antarctic Sudden Stratospheric Warming (SSW) event on the top frequency parameter (ftEs) of the sporadic E (Es) layers, using data from several ionosondes located at low and mid-latitudes across the Southern and Northern Hemispheres, including stations in the American, Oceanian, and Asian regions. The ionosonde data were also used to identify frequency anomalies in the Es layers during the event. Additionally, data from three meteor radars in South America were used to further analyze the impact of the SSW, focusing on key parameters such as tidal winds and Planetary Wave (PW) oscillations. The study found significant ftEs peaks exceeding 10 MHz, particularly at low-latitude stations, with values reaching up to 20 MHz. The presence of these atypical peaks in ftEs was related to PW activity, which intensified the electron densities in the Es layers. A wavelet analysis of the ftEs and neutral wind data revealed oscillations associated with PW and tidal interactions, with dominant periods of ∼2–8-days. These patterns were more pronounced in the Southern Hemisphere, indicating stronger PW-tide coupling compared to the Northern Hemisphere. In addition, this study shows that the non-linear interaction between the PW and the tides occurred globally, generating secondary oscillations of ∼2–8-days on the Es layer development for the three continents. These oscillations were observed in the zonal (U) and meridional (V) winds of the diurnal and semidiurnal tides (DT and ST) during the SSW event, demonstrating a coupling in the troposphere-stratosphere-lower atmosphere dynamics. The coupling between the stratosphere and lower thermosphere contributed to the observed anomalies, revealing the broader impacts of SSW events on Es layer behavior. This study provides an understanding of the impact of SSW on Es layers, using ionosonde data and wave oscillation analysis that could enhance data assimilation models for more accurate ionospheric prediction.Item Effects of the Northern Hemisphere sudden stratospheric warmings on the Sporadic-E layers in the Brazilian sector(Elsevier) Fontes Neto, Pedro Alves; Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato ; Resende, Laysa Cristina Araújo; Jesus, Rodolfo de; Fagundes, Paulo Roberto; Batista, Paulo Prado; Pillat, Valdir Gil; Tardelli, Alexandre; Andrioli, Vania F.Tidal and Planetary Wave (PWs) amplitudes are strongly influenced by Sudden Stratospheric Warming (SSW) events. A nonlinear interaction between the tidal winds and planetary waves during the SSW may contribute to the intensification of sporadic-E (Es) layers in the lower thermosphere. This work investigated the relationship between SSW events in the Northern Hemisphere and the Es layer occurrence at low latitudes in the Brazilian sector. We used data from digital ionosondes installed in the observatories of Araguatins (ARA, 5.65◦ S; 48.12◦ W; dip lat. − 5.44◦) and S ̃ao Jos ́e dos Campos (SJC, 23.18◦ S; 45.89◦ W; dip lat. − 21.37◦) to analyze the Es layers. Additionally, we used the temperature, zonal wind, and PWs data at high latitudes in the Northern Hemisphere during the major SSW event that occurred in February/2018 and during the events of Dec/2018–Jan/2019 and Dec/2020–Jan/2021. The results showed a maximum frequency peak of 20 MHz (~5 × 106 electrons.cm− 3) at ARA and SJC during these SSW events. The large values of ftEs, fbEs, and electronic densities were observed between 100 and 115 km height in the Esf/l type layers during daytime or nighttime periods. The results also showed that the number of large values of ftEs, fbEs, and electronic density of the Es layer was much higher in ARA than in SJC, in general. The wavelet power spectrum analyses of the ftEs and fbEs showed a periodicity of 2- days before and after the central day of the SSWs events at the station of ARA, with three prominent peaks in the 2018/2019 event. At the SJC station the quasi-2-day periodicity in the wavelet analyses of the ftEs was observed after the central day in all three SSW events, with a peak before the central day during the 2020/2021 event.Item Effects of the terdiurnal tide on the sporadic E (Es) layer development at low latitudes over the Brazilian sector(European Geosciences Union) Fontes, Pedro Alves; Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Resende, Laysa Cristina Araújo; Andrioli, Vânia Fátima; Fagundes, Paulo Roberto; Pillat, Valdir Gil; Batista, Paulo Prado; Carrasco, Alexander JoseSporadic E (Es) layers are patches of high ionization observed at around 100–140 km height in the E region. Their formation at low latitudes is primarily associated with the diurnal and semidiurnal components of the tidal winds via the ion convergence driven by the wind shear mechanism. However, recent studies have shown the influence of other tidal modes, such as the terdiurnal tide. Therefore, this work investigates the effect of terdiurnal tide-like oscillations on the occurrence and formation of the Es layers observed over Palmas (10.17∘ S, 48.33∘ W; dip lat. −7.31∘), a low-latitude station in Brazil. The analysis was conducted from December 2008 to November 2009 by using data collected from CADI (Canadian Advanced Digital Ionosonde). Additionally, the E Region Ionospheric Model (MIRE) was used to simulate the terdiurnal tidal component in the Es layer development. The results show modulations of 8 h periods on the occurrence rates of the Es layers during all seasonal periods. In general, we see three well-defined peaks in a superimposed summation of the Es layer types per hour in summer and autumn. We also observed that the amplitude modulation of the terdiurnal tide on the Es occurrence rates minimizes in December in comparison to the other months of the summer season. Other relevant aspects of the observations, with complementary statistical and periodogram analysis, are highlighted and discussed.Item Equatorial Ionization anomaly disturbances (EIA) triggered by the May 2024 solar Coronal Mass Ejection (CME): The strongest geomagnetic superstorm in the last two decades(Elsevier) Fagundes, Paulo Roberto; Pillat, Valdir Gil; Habarulema, John Bosco; Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Venkatesh, Kavutarapu; Abreu, Alessandro José de; Anoruo, Chukwuma Moses; Vieira, Francisco; Welyargis, Kibrom Hadush; Agyei-Yeboah, Ebenezer; Tardelli, Alexandre; Felix, Gabriela de Sousa; Picanço, Giorgio Arlan da SilvaBetween May 10–15, 2024, a geomagnetic superstorm, the most intense in the past two decades, was recorded. This G5-level super- storm exhibited a Disturbance Storm Time (Dst) index of −412 nT and a Kp index of 9. The sudden storm commencement (SSC) occurred on May 10 at 17:05 UT, followed by the main phase from 18:00 UT on May 10 to 03:00 UT on May 11. The recovery phase lasted from 03:00 UT on May 11 until May 15. During this period, nine X-class solar flares were observed, indicating intense solar activ- ity. The superstorm led to significant ionospheric disturbances, which were analyzed using data from two ionosonde stations and GPS- TEC data from a network across the American sector, covering equatorial to low-mid latitude regions. A negative storm effect was observed in the equatorial region, while a positive ionospheric effect was observed in the low-mid latitudes during the main phase, accom- panied by the uplift of the F-layer to altitudes exceeding 1024 km, driven by storm induced prompt penetration electric fields. Addition- ally, a strong negative storm effect was recorded during the recovery phase on May 11 in daytime, probably due to O/N2 ratio changes.Item Estudo da ionosfera sobre o equador magnético no setor brasileiro durante diferentes períodos de atividade solar(2021-03-29) Pillat, Valdir Gil; Ojeda González, Arian; Tardelli, Alexandre; Bolzan, Maurício José Alves; Cardoso, Felipe Antônio; Fagundes, Paulo Roberto; São José dos CamposA ionosfera e sua dinâmica de plasma são temas de estudos desde a sua descoberta, compreender a dinâmica desta região da atmosfera terrestre é fundamental para a compreensão dos fatores que influênciam o funcionamento de satélites e equipamentos tecnológicos que suportam sistemas de telecomunicação baseada em sinais eletromagnéticos ou ondas de rádio, cuja aplicabilidade é parte fundamental do dia-a-dia da sociedade humana moderna. Este trabalho utiliza receptores GPS (Global Posioting System) de 19 estações GPS-TEC, da Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo (RBMC), que estão localizados entre ±5° de latitude magnética a partir do equador magnético, para analisar o Conteúdo Eletrônico Total (TEC) da ionosfera na região do equador magnético, sobre o setor brasileiro, com o objetivo de identificar as características desta região para os dias geomagneticamente calmos (DST> -30 nT) nos anos de 2015 e 2018. Utilizaram-se ferramentas computacionais desenvolvidas especialmente para este trabalho para organizar os dados obtidos pelos receptores GPS com resolução de 1 minuto, para os 24 meses estudados, permitindo a manipulação eficiente e a obtenção de informação relevante da variação do TEC sobre o equador magnético. Este estudo mostrou que o valor máximo do TEC registrado para períodos de alta atividade é, aproximadamente, duas vezes maior que os valor de TEC máximo registrado nos períodos de baixa atividade solar, para o mesmo período do ano. Observou-se, também, que independente da época do ano, ou período de atividade solar, o mínimo valor de TEC é de ~2,5 TECU e é registrado no horário de 09:00 UT. Os resultados mostram, também, que nos meses de final de inverno, primavera-verão e início de outono, do ano de 2015 (alta atividade solar) o TEC apresenta um segundo pico por volta das 00:00 UT. Também se verificou a viabilidade de utilizar as ferramentas computacionais desenvolvidas neste trabalho para estudar o desenvolvimento de irregularidades ionosféricas em um curto espaço de tempo (dias). Com este objetivo selecionou-se o período geomagnético de 27-28 de setembro de 2017 onde foi possível verificar que houve a inibição na evolução de irregularidades ionosféricas durante a fase principal deste período geomagneticamente perturbado.Item Estudo das Camadas Intermediárias descendentes na região equatorial e de baixa latitude brasileira(2021-12-10) Silva, Ana Paula Monteiro da; Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Ojeda González, Arian; Nogueira, Paulo Alexandre Bronzato; Valentim, Ângela Machado dos Santos; Pillat, Valdir Gil; São José dos CamposO presente trabalho tem como objetivo principal estudar o comportamento das camadas intermediárias descendentes (CIs) sobre a região equatorial e de baixa latitude brasileira de Palmas-TO (10,12º S; 48,21º O) e São José dos Campos-SP (23,07º S; 45,52º O) respectivamente, durante os períodos de baixa (2008/2009) e alta (2013/2014) atividade solar correspondente ao ciclo 24. Os resultados deste estudo indicam que as camadas intermediárias ocorrem predominantemente durante o dia e apresentam um comportamento típico de descida que pode atingir as alturas da camada E e se fundir com as camadas E-esporádicas em desenvolvimento. A probabilidade de ocorrência das camadas intermediárias no setor brasileiro é alta e parece ser independente da sazonalidade e da atividade solar. O comportamento sazonal médio de altura e frequência de topo da CI para o setor de baixa latitude apresenta um comportamento regular entre 09:00 UT (06:00 LT) e 21:00 UT (18:00 LT). Em Palmas, tal característica foi observada somente no solstício de inverno, já que nos demais períodos sazonais um padrão oscilatório foi observado nos valores médios de altura. Com relação a variação sazonal média com a hora local na ocorrência dos eventos de CI durante o mínimo solar, observou-se dois máximos em São José dos Campos para todos os períodos sazonais avaliados, sendo o primeiro no período da manhã (entre 10:00 UT (07:00 LT) e 12:00 UT (09:00LT)) e o segundo no período da tarde (entre 14:00 UT (11:00 LT) e 19:30 UT (16:30LT)). Em Palmas, comportamento similar foi observado mais claramente somente no solstício de inverno. Até o presente momento, nenhuma relação foi encontrada entre a variação da altura virtual da camada intermediária e a variação da altura virtual da base da camada F. Algumas peculiaridades também foram encontradas neste estudo, tais como: camadas intermediárias noturnas, camadas intermediárias simultâneas, ou seja, a ocorrência de mais de uma camada em um mesmo ionograma e camadas intermediárias formadas a partir do desprendimento da base da camada F. Além disso um estudo sobre a influência dos ventos na formação e dinâmica das CIs foi realizado e constatou-se que em setores de baixa latitude brasileira, a inclusão da maré semidiurna foi essencial para modular a descida das CIs para altitudes inferiores. Já para setores equatoriais foi necessário incluir uma correção no modelo de ventos (multiplicando-o por um fator de 1,5), para que resultados mais coerentes fossem encontrados. Mostrou-se que as ondas de gravidade podem ter um papel importante na formação/desenvolvimento da camada intermediária sobre a região de São José dos Campos. O impacto da tempestade magnética no comportamento das CIs também foi brevemente discutido neste trabalho, no entanto, acredita-se que estudos mais detalhados são necessários para que os efeitos dos distúrbios magnéticos sobre as CIs possam ser melhores compreendidos.Item Estudo das Camadas Intermediárias descendentes na região equatorial e de baixa latitude brasileira(2021-12-10) Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Pillat, Valdir Gil; Ojeda González, Arian; Nogueira, Paulo Alexandre Bronzato; Silva, Ana Paula Monteiro da; Valentim, Ângela Machado dos Santos; São José dos CamposO presente trabalho tem como objetivo principal estudar o comportamento das camadas intermediárias descendentes (CIs) sobre a região equatorial e de baixa latitude brasileira de Palmas-TO (10,12º S; 48,21º O) e São José dos Campos-SP (23,07º S; 45,52º O) respectivamente, durante os períodos de baixa (2008/2009) e alta (2013/2014) atividade solar correspondente ao ciclo 24. Os resultados deste estudo indicam que as camadas intermediárias ocorrem predominantemente durante o dia e apresentam um comportamento típico de descida que pode atingir as alturas da camada E e se fundir com as camadas E-esporádicas em desenvolvimento. A probabilidade de ocorrência das camadas intermediárias no setor brasileiro é alta e parece ser independente da sazonalidade e da atividade solar. O comportamento sazonal médio de altura e frequência de topo da CI para o setor de baixa latitude apresenta um comportamento regular entre 09:00 UT (06:00 LT) e 21:00 UT (18:00 LT). Em Palmas, tal característica foi observada somente no solstício de inverno, já que nos demais períodos sazonais um padrão oscilatório foi observado nos valores médios de altura. Com relação a variação sazonal média com a hora local na ocorrência dos eventos de CI durante o mínimo solar, observou-se dois máximos em São José dos Campos para todos os períodos sazonais avaliados, sendo o primeiro no período da manhã (entre 10:00 UT (07:00 LT) e 12:00 UT (09:00LT)) e o segundo no período da tarde (entre 14:00 UT (11:00 LT) e 19:30 UT (16:30LT)). Em Palmas, comportamento similar foi observado mais claramente somente no solstício de inverno. Até o presente momento, nenhuma relação foi encontrada entre a variação da altura virtual da camada intermediária e a variação da altura virtual da base da camada F. Algumas peculiaridades também foram encontradas neste estudo, tais como: camadas intermediárias noturnas, camadas intermediárias simultâneas, ou seja, a ocorrência de mais de uma camada em um mesmo ionograma e camadas intermediárias formadas a partir do desprendimento da base da camada F. Além disso um estudo sobre a influência dos ventos na formação e dinâmica das CIs foi realizado e constatou-se que em setores de baixa latitude brasileira, a inclusão da maré semidiurna foi essencial para modular a descida das CIs para altitudes inferiores. Já para setores equatoriais foi necessário incluir uma correção no modelo de ventos (multiplicando-o por um fator de 1,5), para que resultados mais coerentes fossem encontrados. Mostrou-se que as ondas de gravidade podem ter um papel importante na formação/desenvolvimento da camada intermediária sobre a região de São José dos Campos. O impacto da tempestade magnética no comportamento das CIs também foi brevemente discutido neste trabalho, no entanto, acredita- se que estudos mais detalhados são necessários para que os efeitos dos distúrbios magnéticos sobre as CIs possam ser melhores compreendidos.Item Estudo do sistema ionosfera-termosfera durante eventos extremos de clima espacial (tempestades geomagnéticas), no decorrer da fase descendente do ciclo solar 24(2020-09-17) Fagundes, Paulo Roberto; Tardelli, Alexandre; Pillat, Valdir Gil; Silva, Marlos Rockenbach da; Bolzan, Maurício José Alves; Ribeiro, Brunno Augusto Gomes; São José dos CamposO objetivo deste trabalho é estudar o acoplamento do sistema ionosfera-termosfera desde a região equatorial/baixas latitudes até além da crista da Anomalia Ionosférica Equatorial (Equatorial ionization anomaly – EIA) durante períodos geomagneticamente perturbados nos setores latino-americano e africano. O estudo será realizado no decurso da fase descendente do ciclo solar 24 com tempestades geomagnéticas que ocorreram entre 16 e 18 de janeiro de 2013 (moderada, índice Dst -53 nT), entre 22 e 24 de junho de 2015 (intensa, índice Dst -204 nT) e entre 27 e 29 de maio de 2017 (intensa, índice Dst -125 nT) e os principais aspectos que serão abordados e investigados são: a) Propagação (como velocidade e direção ) das TIDs (perturbações ionosféricas propagantes); b) Ocorrência de irregularidades de plasma do tipo Spread-F; c) Comportamento da EIA durante períodos perturbados; d) Perturbações ionosféricas positivas e negativas durante períodos perturbados; e) Acoplamento termosferaionosfera durante períodos perturbados; e f) Possíveis modificações no sistema termosferaionosfera devido ao dínamo perturbado e/ou PPEF (penetração rápida de campos elétricos). Os instrumentos que serão utilizados para investigação consistir em dados observacionais de GPS-TEC, ionossonda e fotômetro imageador all-sky.Item Estudo dos distúrbios ionosféricos no setor americano e africano em resposta a dois fortes eventos de aquecimento estratosférico súbito (SSW) para os anos 2017-2018 e 2018-2019(2022-08-25) Fagundes, Paulo Roberto; Pillat, Valdir Gil; Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Tardelli, Alexandre; Bolzan, Maurício José Alves; Silva, Marlos Rockenbach da; Vieira, Francisco; São José dos CamposO evento de aquecimento estratosférico súbito (SSW) se caracteriza por um forte aumento da temperatura estratosférica polar durante o inverno. Neste estudo, investiga-se a ionosfera durante os SSW2017-2018 e SSW2018-2019 sobre os setores latino-americano e africano. Utilizou-se VTEC, ROT (inferidos através de dados de GPS-TEC), foF2, h´F e Spread-F (obtidos através da análise de ionogramas). Foram utilizadas 88 estações de GPS-TEC, sendo 68 no setor americano e 20 estações no setor africano e 3 estações de ionossonda. Os dados analisados de GPS-TEC cobrem uma ampla faixa do globo terrestre que vai desde medias latitudes do hemisfério norte até medias latitudes do hemisfério sul no setor Americano e baixas latitudes do hemisfério norte até baixas latitudes do hemisfério sul no setor Africano. Os dados analisados de foF2, h´F e Spread-F foram observados no setor Americano (Araguatins, Jataí e São José dos Campos). O período de estudo compreende o período de dezembro a março (DOY 335 a DOY 90), invernoprimavera no hemisfério norte. Notou-se que a ionosfera apresenta uma variação dia-adia significativa antes, durante e depois dos SSWs. Porém o VTEC se intensificou durante o SSW2017-2018 e diminuiu durante o SSW2018-2019, tanto no setor americano como no setor africano. Durante o SSW2017-2018 o foF2 apresentou valores maiores, o h´F teve uma forte variação e o Spread-F uma diminuição na ocorrência em comparação com o período antes e posterior ao SSW. Por outro lado, durante o SSW2018-2019 notou-se uma forte diminuição do foF2, h´F e spread-F. É importante ressaltar que o ROT no setor africano foi fortemente suprimido em ambos os SSWs.Item Global ionospheric response to a G2 and a G3 geomagnetic storms of November 4 and 5 2023(Elsevier) Agyei-Yeboah, Ebenezer; Fagundes, Paulo Roberto; Tardelli, Alexandre; Pillat, Valdir Gil; Vieira, Francisco; Bolzan, Mauricio José AlvezTwo successive geomagnetic storms of G2 and G3 intensities were observed on November 4, 2023, and November 5, 2023. The results presented in this study investigated the impacts of two geomagnetic storms during the main phases at equatorial, low-latitude, and EIA and beyond over west/east American, west/east African/European, and west/east Asian longitudinal sectors. This study was carried out using 30 GPS receivers, 30 magnetometers, and three ionosondes (East Brazilian sector). Positive storm effects were observed during the main phases of both the G2 (storm1) and G3 (storm2) storms, however the magnitude of the positive storm effects was greater during the G3 main phase than during the G2 main phase. The American sectors recorded the highest VTEC variations. Negative storm effects were mostly observed over the Asian sectors. Minimal changes in VTEC were observed in the Asian sectors during both main phases, except over DAEJ. The American sectors exhibited the strongest positive storm responses, followed by the African and Asian sectors, with VTEC enhancements being more pronounced during the G3 storm’s main phase compared G2 storm. Positive ionospheric effects extended to higher latitudes during the main phase of G3 storm especially in the American sectors, likely due to eastward prompt pen- etration electric fields (PPEF) uplifting the F-region to altitudes where lower recombination rates lead to VTEC enhancement. This PPEF effect varied with longitude and storm intensity, resulting in significant positive ionospheric responses in the American sector, par- ticularly during the G3 storm. Variations in the thermospheric O/N2 ratio further influenced the VTEC changes across all sectors. The EIA exhibited notable disturbances, particularly in the American sector. By contrast, EIA crest features were less distinct in the African sector, highlighting the longitudinal dependencies of PPEF effects on the EIA structure. The EIA features were more pronounced during the main phase of the first storm, whereas during the second, the crests appeared to merge into one structure extending beyond the typical crest regions. The foF2 obtained from ionogram also increased during the main phases in the American sector with no significant h’F variations. The DH showed marked depressions, particularly in the American and African sectors, with the G3 storm producing stronger DH depressions than the G2 storm. Similar longitudinal and latitudinal DH variations were observed across both events, with substantial decreases in DH over specific stations, such as ABG and JAI, in the West Asian sector.Item Ground and satellite-based observations of ionospheric plasma bubbles and blobs at 5.65° latitude in the Brazilian sector(Elsevier) Agyei-Yeboah, Ebenezer; Fagundes, Paulo Roberto; Tardelli, Alexandre; Pillat, Valdir Gil; Pignalberi, Alessio; Kavutarapu, Venkatesh; Pezzopane, Michael; Vieira, FranciscoThis investigation uses simultaneous observations from all-sky imager system and an ionosonde collocated at Araguatins (5.65° S, 48.07° W and dip-latitude of 4.17° S), a near-equatorial region in Brazil. These simultaneous observations were used to investigate the occurrence of plasma bubbles and blobs in the field of the imaging system and their association with atypical range Spread-F signature in ionograms. Also, in-situ observation of plasma density from Swarm satellites were used to support the ground-based observations. Using a few cases, a methodology will be established to identify in the plasma blobs (atypical ESF) in the ionograms when there is the simultaneous observation of plasma bubbles and blobs in the field of view of the ionosonde. For this purpose, simultaneous sequence of OI 630.0 nm nightglow images and ionograms are presented for different case studies; 1. when there is the absence of a plasma bubble or blob, 2. when there is only the occurrence of plasma bubbles and 3. when there is the occurrence of plasma bubbles and blobs, in order to compare traces in the ionogram in all these case studies. With these we can cover all kinds of signatures in the ionograms corresponding to no irregularities, plasma bubbles only and plasma bubbles-blobs. These OI 630.0 nm nightglow and ionograms recorded simultaneously make it possible to establish a novel methodology to recognize in ionograms cases when there is the occurrence of Spread-F signature associated with bubble-blob in the FOV of the ionosonde.Item Identificação e análise de eventos HILDCAA/HILDCAA* para o ano de 1998 usando Python(Universidade do Vale do Paraíba) Lamin, Isabelle Cristine Pellegrini; Klausner, Virginia; Ojeda González, Arian; Prestes, Alan; Pillat, Valdir Gil; Cezarini, MarinaO artigo visa o desenvolvimento de um novo algoritmo via Python para estudar eventos de Atividade Auroral Contínua do Índice AE (Eletrojato Auroral), de Grande Intensidade e Longa Duração, HILDCAAs e HILDCAAs* (no qual * corresponde ao fenômeno HILDCAA flexibilizado). Este algoritmo é baseado e validado por meio do algoritmo previamente desenvolvido por Prestes et al. (2017a) em MATLAB. O intuito deste novo algoritmo proposto aqui é tornar o fluxograma deste acessível a todos os usuários, além de complementar e atualizar o algoritmo em MATLAB já existente. Um importante aspecto é o fato da linguagem de programação de alto nível Python ser uma ferramenta gratuita. Ademais, o artigo também objetiva a comparação dos eventos encontrados no ano de 1998 neste trabalho com aqueles obtidos por Prestes et al. (2017a) e Guarnieri (2006). A nova flexibilização adotada aqui não tem a intensão de suprimir ou modificar a concepção original das HILDCAAs, mostra que os eventos encontrados aqui continuam associados aos fenômenos HSSs/CIRs (Feixes Rápidos do Vento Solar/Regiões de Interações Corrotantes).Item Impact of CIR/HSS-Driven Geomagnetic Storm and HILDCAAs* Events on Brazilian Equatorial and Low Latitude Ionosphere(2025-10-20) Oliveira, Virgínia Klausner de; Pillat, Valdir Gil; Prestes, Alan; Picanço, Giorgio Arlan da Silva; Echer, Ezequiel; Silva, Marlos Rockenbach da; Essien, Patrick; Abaidoo, Samuel; Cândido, Claudia Maria Nicoli; São José dos CamposThis research investigates the impact of CIRs/HSS-driven geomagnetic storms and High- Intensity, Long-Duration Continuous Auroral Electrojet Activity (HILDCAA) events on the Brazilian equatorial and low-latitude ionosphere during the early descending phase of solar cycle 23, with a focus on the geomagnetic disturbance from October 12–23, 2003. Ionospheric variability was analyzed using Digisonde data from São Luís and Cachoeira Paulista, representing the equatorial region and the southern crest of the Equatorial Ionization Anomaly (EIA), respectively, along with GNSS-derived Total Electron Content (TEC) data from a latitudinal chain of stations spanning Fortaleza to Uruguaiana, Brazil. To assess ionospheric perturbations, disturbed-day values were compared with a five quiet-day (5QD) average, serving as a baseline for normal conditions. Plasma drift disturbances were examined using the Fejer-Scherliess empirical model, employing the auroral electrojet index (AE) as a key parameter. The CIR/HSS events were characterized by prolonged geomagnetic forcing, with solar wind speeds reaching ˜ 619 km/s and IMF-Bz components facilitating enhanced magnetosphere-ionosphere coupling. These storms exhibited an intense main phase (Sym-H ˜ -100 nT) and a notably extended recovery phase (˜ 8 days), during which disturbance dynamo electric fields (DDEFs) played a crucial role in ionospheric restructuring. Results indicate a strong coupling between the auroral and equatorial ionospheres, with equatorward propagating disturbance winds driving F-region uplifts and nighttime spread- F occurrences. TEC variations exhibited distinct temporal and latitudinal patterns, with enhancements predominantly observed during daytime and post-sunset hours, influenced by the interplay of penetration electric fields (PPEFs), DDEFs, and auroral-driven disturbance winds. Notably, TEC increases were prominent at the Equatorial Ionization Anomaly (EIA) crest during equinoctial months, particularly in March–April, whereas winter months exhibited minima. Analysis of thermospheric O/N2 ratios confirmed that neutral composition changes were not the primary driver of TEC variability during HILDCAA events, whereas they played a significant role during CIR/HSS-driven geomagnetic storms. Additionally, large-scale ionospheric irregularities, examined through the Rate of TEC Index (ROTI), were most pronounced from nighttime to post-midnight, peaking at the equator during equinoxes and shifting toward lower latitudes from May to August. Empirical modeling validated that disturbance-induced vertical plasma drifts modulate F-region dynamics, with significant uplifts in h’F and hmF2, alongside foF2 reductions. Comparative statistical analysis of geomagnetic, solar wind, and ionospheric parameters demonstrated that CIR/HSS-driven HILDCAA events induce persistent ionospheric perturbations, comparable to intense ICME- driven storms. These findings underscore the prolonged influence of CIR/HSS-induced geomagnetic activity on equatorial and low-latitude ionospheric behavior, contributing to a deeper understanding of space weather impacts on radio propagation and other technological systems in the near-Earth environment.Item Ionospheric disturbances in a large area of the terrestrial globe by two strong solar flares of September 6, 2017, the strongest space weather events in the last decade(Elsevier) Fagundes, Paulo Roberto; Pezzopane, Michael; Habarulema, John Bosco; Venkatesh, Karnam; Dias, Maukers Alem Lima; Tardelli, Alexandre; Abreu, Alessandro José de; Pillat, Valdir Gil; Pignalberi, Alessio; Bolzan, Maurício José Alves; Ribeiro, Brunno Augusto Gomes; Vieira, Francisco; Raulin, Jean-Pierre; Denardini, Clezio Marcos; Seemala, Gopi K.; Arcanjo, Mateus de OliveiraOn September 6, 2017, the solar active region AR 2673 emitted two solar flares: the first at 08:57 UT (X2.2) and the second at 11:53 UT (X9.3); both were powerful enough to black-out high and low frequency radio waves (where UT is universal time). The X9.3 was the strongest solar flare event in the past decade. In this study, we took the advantage of these two extreme flare events to investigate cor- responding effects on the ionosphere using multi-instrument observations from magnetometers, Global Positioning System – Total Elec- tron content (GPS-TEC) receivers, ionosondes and Swarm satellites over a large geographical extent covering South American, African and European sectors. During the X2.2 flare, European and African sectors were sunlit and during X9.3 European, African, and South American sectors were sunlit and exposed to the solar flare radiation. During the X2.2 flare, there was an ionosonde blackout for a dura- tion of about 45 min, while during the X9.3 flare this blackout lasted for 1 h and 30 min. The blackout are seen over a large global extent which demonstrates the severity of solar flare events in disrupting the radio communication. The horizontal component of Earth’s geo- magnetic field has shown ripples and enhancements during these flare events. The ionospheric Vertical Total Electron Content (VTEC) showed a positive phase along with an intensification of the Equatorial Ionization Anomaly (EIA) over the South American and African sectors. The dynamical and physical processes associated with the TEC and EIA variabilities due to solar flare are discussed.