Navegando por Autor "Pillat, Valdir Gil"
Agora exibindo 1 - 19 de 19
Resultados por página
Opções de Ordenação
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 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 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 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; Paulo Roberto; 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 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 Ionospheric disturbances over the American and African sectors due to the 2019 major Sudden Stratospheric Warming (SSW 2019), under low solar activity conditions(Elsevier) Vieira, Francisco; Fagundes, Paulo Roberto; Pillat, Valdir Gil; Agyei-Yeboah, Ebenezer; Venkatesh, Kavutarapu; Arcanjo, Mateus de OliveiraSudden Stratospheric Warming (SSW) is one of the most spectacular atmospheric large-scale phenomena, which takes place at high latitudes during winter months and is more frequent in the Arctic region than in the Antarctic region. SSWs can change the vertical, latitudinal, and longitudinal distributions of the neutral atmosphere and its dynamics, which in turn affects the ionospheric electrodynamic processes. Simultaneous inferred VTEC from GPS networks over the American and African sectors are used to investigate the ionospheric response due to the SSW 2019 from DOY 356 to DOY 20 (December 22, 2018–January 20, 2019). This study investigates the VTEC and EIA diurnal and day-to-day responses in the American and African sectors during the SSW. It is noted that the VTEC decreased on most of the days at several latitude regions. However, it is also noted that the VTEC increased on some days and in some latitude regions, particularly during the SSW temperature peak. The EIA exhibits significant changes in its shape, intensity, and symmetry during the SSW. This study using simultaneous observations over American and African sectors covering a large geographical extent demonstrates the similarities and differences in ionospheric response to the SSW 2019 event over different regions.Item Ionospheric storm due to solar Coronal mass ejection in September 2017 over the Brazilian and African longitudes(Elsevier) Fagundes, Paulo Roberto; Tsali-Brown, Vera Yesutor; Pillat, Valdir Gil; Arcanjo, Mateus de Oliveira; Venkatesh, Kavutarapu; Habarulema, John Bosco; Bolzan, Maurício José Alves; Jesusm Rodolfo F. de; Abreu, Alessandro José de; Tardelli, Alexandre; Vieira, Francisco; Denardini, Clezio MarcosCoronal mass ejection (CME) occurs when there is an abrupt release of a large amount of solar plasma, and this cloud of plasma released by the Sun has an intrinsic magnetic field. In addition, CMEs often follow solar flares (SF). The CME cloud travels outward from the Sun to the interplanetary medium and eventually hits the Earth’s system. One of the most significant aspects of space weather is the ionospheric response due to SF or CME. The direction of the interplanetary magnetic field, solar wind speed, and the number of particles are relevant parameters of the CME when it hits the Earth’s system. A geomagnetic storm is most geo-efficient when the plasma cloud has an interplanetary magnetic field southward and it is accompanied by an increase in the solar wind speed and particle number density. We investigated the ionospheric response (F-region) in the Brazilian and African sectors during a geomagnetic storm event on September 07–10, 2017, using magnetometer and GPS-TEC networks data. Positive ionospheric disturbances are observed in the VTEC during the disturbed period (September 07–08, 2017) over the Brazilian and African sectors. Also, two latitudinal chains of GPS-TEC stations from the equatorial region to low latitudes in the East and West Brazilian sectors and another chain in the East African sector are used to investigate the storm time behavior of the equatorial ionization anomaly (EIA). We noted that the EIA was disturbed in the American and African sectors during the main phase of the geomagnetic storm. Also, the Brazilian sector was more disturbed than the African sector.Item Longitudinal variations of the occurrence of F3 and F4 layers within the southern EIA and their dependence on solar cycle(Elsevier) Tardelli, Alexandre; Fagundes, Paulo Roberto; Pezzopane, Michael; Pillat, Valdir GilThis investigation presents for the first time the seasonal and solar cycle variations of the daytime F-layer multiple stratifications (F3 and F4 layers) near the southern crest of the EIA in two different longitudinal sectors of South America. To perform the study, the ionograms recorded from 2007 to 2015 at Sao Jose´ dos Campos (23.2 S, 45.9 W), Brazil (eastern sector), and at Tucuma´n (26.9 S, 65.4 W), Argentina (western sector), are considered. Both sites present a frequency of occurrence of the F3 and F4 layers which is directly proportional to the solar activity, and an annual variation with a maximum in spring/summer and a minimum in autumn/winter. The main result that came out from the analysis is that the frequency of occurrence of the F3 and F4 layers is higher in the western sector than in the eastern sector, and this could be attributed to a different gravity waves activity characterizing the two longitudinal sectors. 2021 COSPAR. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.Item Multi-instrument study of various aspects of equatorialionospheric irregularities over American and African sectors(2022-08-02) Fagundes, Paulo Roberto; Pillat, Valdir Gil; Ojeda González, Arian; Silva, Igo Paulino; Batista, Inez Staciarini; Agyei-Yeboah, Ebenezer; Tardelli, Alexandre; São José dos CamposThis thesis is devoted to the study of ionospheric irregularities observed over Brazil and Africa using different instruments and observational techniques. First, the occurrence of ionospheric irregularities like plasma bubbles, blobs, and Spread-F (typical and atypical have been investigated using all-sky imaging systems and ionosondes located at Araguatins, Jataí, and São José dos Campos. Afterward, GPS-TEC data from 33 receiver stations located in different parts of Brazil and Africa were used in the investigation of ROT (rate of TEC change) phase fluctuations during the Antarctic Sudden Stratospheric Warming (SSW). Electron density measurements from the Swarm constellation have also been employed to aid in the analysis and discussion of some of the results obtained from ionosonde and ASI. The thesis focuses on two main studies. One study was dedicated to exploring the observation of the simultaneous occurrence of ionospheric plasma bubbles and blobs using an all-sky imaging system and the observation of atypical Spread-F on ionograms. Based on these observations, a novel methodology is proposed for the observation and studies of ionospheric plasma blobs using ionosondes. The proposed methodology employed a colocated all-sky imager and ionosonde at Araguatins to observe simultaneously occurring plasma bubbles and blobs and then the corresponding ionograms were analyzed. The characteristics of the echoes on the ionograms were compared with the observations from the OI 630 nm nightglow images from the all-sky imager for when there were no irregularities and when bubbles and/or blobs were present. The results showed that in the presence of bubbles and blobs, Spread-Fs with high-frequency echoes were drawn on the ionograms at almost the same time as the images were taken. The results also showed that the generation of plasma blobs could be influenced by the development of bubbles and that the equatorial ionization anomaly may play a major role in their development. The other focus of the thesis is the study of the effects of the 2019 minor Antarctic SSW event on the generation/suppression of ionospheric irregularities. The critical frequency obtained from the three ionosonde stations at Araguatins, Jataí, and São José dos Campos was used to monitor the ionospheric irregularities during the different phases of the SSW event. Spread-F (Brazil) and ROT phase fluctuations (Brazil, Africa) occurrence at different latitudes during different phases of the event were analyzed. Irregularity occurrence from a similar period in 2018 when no SSW event was recorded in the Antarctic region was also analyzed. The results showed a general decrease in occurrence rates during the peak phase of the event compared to the other phases in 2019. The results also showed a decrease in occurrence rate from the peak phase in 2018 (no SSW) to the peak phase in 2019 (SSW).Item 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.Item Occurrence of Ionospheric irregularities over Brazil and Africa during the 2019 Antarctic minor sudden stratospheric warming(Elsevier) Agyei-Yeboah, Ebenezer; Fagundes, Paulo Roberto; Tardelli, Alexandre; Pillat, Valdir Gil; Vieira, Francisco; Arcanjo, Mateus de OliveiraThe influence of sudden stratospheric warming (SSW) on the ionosphere and ionospheric irregularities has been studied extensively over the years. However, majority of these investigations have been conducted using warming events originating from the northern hemisphere. Only a few studies have been done on ionospheric variations due to the Antarctic SSW events and to the best of our knowledge, there have not been any studies on southern hemisphere SSW and the occurrence of ionospheric irregularities. In this study, the occurrence of ionospheric irregularities during the 2019 minor Southern hemisphere (SH)/Antarctic SSW is investigated. The event occurs in a relatively calm solar and geomagnetic activity period which makes it possible to identify the effects of SSW on the occurrence of irregularities. Three ionosondes located in different latitudinal regions in Brazil as well as a network of ground-based GPS receiver stations located in both Brazil and Africa were used for this undertaking. Complimentary data from the same ionosonde stations using the same months from 2017 and 2018 were also used. On average more Spread-F was observed in 2019 than in 2017 or 2018 at all stations. ROT observations showed more occurrence in the Brazil sectors followed by West Africa and thenEast Africa. It was observed that the occurrence frequency decreased between 8% and 46 % from the pre-SSW phase to ascending/peak phases and from 2018 to 2019 for the peak phase.Item Ocorrência e modelagem das camadas e-esporádicas em baixas-latitudes no setor brasileiro(2020-02-20) Muella, Marcio Tadeu de Assis Honorato; Fagundes, Paulo Roberto; Tardelli, Alexandre; Pillat, Valdir Gil; Batista, Inez Staciarini; Silva, Vânia Fátima Andrioli Novaes; Conceição-Santos, Fredson; Chagas, Láysa Cristina Araujo Resende; São José dos CamposCamadas E-esporádicas (Es) são adensamentos de plasma que se localizam nas alturas da região E entre 90 e 150 km. Elas são compostas principalmente por íons metálicos e são classificadas em oito tipos diferentes associados aos seus mecanismos físicos de formação. O principal mecanismo em baixas latitudes é o cisalhamento dos ventos neutros. Nesse contexto, este estudo analisa os diferentes tipos de camadas Es que aparecem nos registros das ionossondas instaladas nas estações de baixa latitude de São José dos Campos (SJC) e Jataí (JAT) nos meses de abril, junho, setembro e dezembro de 2016. Os resultados mostraram que nessas regiões há a presença de cinco tipos de camadas, “cusp”, “high”, “flat”, “low” e “slant”, sendo os tipos “flat/low” (Esf/l) os mais frequentes. Além disso, o papel dos ventos na formação dessas camadas é investigado usando o Modelo Ionosférico da Região E (MIRE), que incorpora ventos de marés inferidos de medições do radar meteórico de Cachoeira Paulista (CXP). Para isso, são comparadas a densidade eletrônica deduzida do parâmetro de frequência de bloqueio (fbEs) nos ionogramas com a densidade eletrônica simulada pelo MIRE. Como os ventos mostraram-se atípicos e, consequentemente, houve algumas discrepâncias entre os resultados do modelo e as observações, as amplitudes das componentes do vento zonal/meridional foram ajustadas por fatores específicos para cada mês, com o objetivo de quantificar esta discrepância. Outro estudo realizado neste trabalho foi a análise da influência do modo da maré diurna e semidiurna sobre a dinâmica da camada Es do tipo high (Esh). Os resultados mostraram que o padrão de maré e a direção do vento predominante que controlam a formação e a descida da camada Esh são diferentes dependendo do mês de análise, o que sugere a existência de padrões sazonais distintos acontecendo no setor brasileiro.