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Previous issue date: 2015-08-21 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo / We study the behavior of the Earth-ionosphere waveguide through the modeling of the propagation of very low frequency radio waves (VLF). We use the computational model LWPC (Long Wave Propagation Capability) to estimate changes in amplitude and phase of the VLF signals detected by the SAVNET network (South America VLF NETwork), and thus try to understand the behavior of the lower ionosphere under different ionization conditions. The research was divided into two parts. The first part investigates the behavior of the VLF signals in quiescent regimes of ionization. Amplitude and phase simulations for the were carried out, modifying adapting polynomials for the β and h parameters (or Wait s parameters) as a function of the zenithal angle. The second part of this research, uses these polynomials in the study of the lower ionosphere under transient ionization regimes in two distinct conditions: first during of solar flares and second during solar eclipse. For the simulations under solar flare conditions, we calculate the changes in β and ℎ′ parameters during the 25/03/2008 solar explosion. With these values, we
calculate the electronic density profile through an exponential model and we find that the electronic density at 75 km is ∼ 104 cm−3, that is twenty times higher than during quiescent conditions. To evaluate our parameter estimates, we calculate the variation of the Wait s parameters for the case of twelve solar events of different classes. We note that the variations Δℎ′ found in this work are larger than that in Muraoka, Murata e Sato (1977) because they consider the variations in the conductivity gradient. For the solar eclipse simulations on 11/07/2011, we investigate its effect on the VLF phase. For this, we use the obscuration coefficient to estimate the guide height variation along the whole path during the eclipse. The simulations reproduce the phase behavior during the eclipse. However, a delay of about twenty four minutes was observed between the simulated and observed measurements. The observed delay is a direct consequence of own estimates of the perturbed ionospheric height and it causal relation with the obscuration during the eclipse. lower ionosphere, VLF, modeling, ionospheric disturbances, solar flares, solar eclipse. / Neste trabalho realizamos o estudo do comportamento do guia de ondas terra-ionosfera através da modelagem da propagação ondas de rádio de frequência muito baixa (VLF). Para isto, utilizamos o modelo computacional LWPC (Long Wave Propagation Capability) para estimar as variações de amplitude e fase de sinais de VLF detectados nos trajetos da rede SAVNET (South America VLF NETwork) e assim compreender o comportamento da baixa ionosfera em diferentes regimes de ionização. A pesquisa foi dividida em duas partes. A primeira parte, investigou o comportamento do sinal VLF em regimes quiescente de ionização, assim realizou-se simulações de amplitude e fase adaptando polinômios que definem os parâmetros β e ℎ′ (ou parâmetros de Wait) em função do ângulo zenital solar. Na segunda parte desta pesquisa, aplicou-se os polinômios no estudo da baixa ionosfera sob regimes transientes de ionização em duas condições distintas. A primeira para o caso de explosões solares e a segunda um para eclipse solar. Nas simulações relativas a explosões solares, calculamos as variações dos parâmetros β e ℎ′ durante o evento do dia 25/03/2008. Com esses valores, calculamos o perfil de densidade eletrônica, através de um modelo exponencial e observamos que a densidade eletrônica em 75 km é ∼ 104 cm−3, ou seja, vinte vezes maiores que antes da explosão. Para avaliar nossas estimativas, calculamos a variação dos parâmetros de Wait para doze eventos de diferentes classes. Observamos que as variações Δℎ′ neste trabalho são sempre maiores do que as descritas em Muraoka, Murata e Sato (1977), devido elas considerarem as variações no gradiente de condutividade. Nas simulações relativa ao eclipse solar do dia 11/07/2011, investigamos seu efeito na fase observada. Para esse estudo, utilizou-se o coeficiente de obscurecimento para realizar as simulações, desta forma foi possível estimar a variação da altura do guia ao longo de todo o trajeto durante o eclipse. As simulações reproduziram o comportamento da fase durante o eclipse. Entretanto, foi observado um atraso entre as
medidas calculadas e observadas de aproximadamente ∼ vinte e quatro minutos. O atraso observado é diretamente decorrente da estimativa da altura de referência da ionosfera pertubada e de sua relação causal com o obscurecimento durante o eclipse.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.mackenzie.br:tede/1529 |
| Date | 21 August 2015 |
| Creators | Akel Junior, Alberto Fares |
| Contributors | Raulin, Jean Pierre, Matos, Christiano José Santiago de, Correia, Emilia, Pacini, Alessandra Abe, Bertoni, Fernando Celso Perin |
| Publisher | Universidade Presbiteriana Mackenzie, Engenharia Elétrica, UPM, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzie, instname:Universidade Presbiteriana Mackenzie, instacron:MACKENZIE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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