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Como já introduzido nos capítulos anteriores, a abordagem adotada neste trabalho baseia- se no desenvolvimento de uma ferramenta que elabora mapas de TEC e que permita o acompanhamento do TEC em um intervalo de tempo definido. Para este estudo, o intervalo selecionado diz respeito ao período mais ativo de um SSW major ocorrido em março de 2016.

Esse SSW foi um dos mais intensos ocorridos nos últimos anos e com potencial para gerar perturbações no TEC em um âmbito global. Entretanto, o foco desse trabalho é para a análise do TEC nas regiões equatoriais e de baixa latitude magnética situadas na América do Sul. Com esse intuito foram escolhidas 114 estações situadas no continente latino-americano e que fazem parte das seguintes redes de dados GNSS: RBMC (Rede Brasileira de Monitoramento Contínuo), disponível em: https://ww2.ibge.gov.br/home/geociencias/download/tela_inicial.php?tipo=8, rede IGS International GNSS Service), cujos dados se situam em: ftp://igs.ensg.ign.fr/pub/igs/data/) e a

rede de servidores UNAVCO (University NAVSTAR Consortium), que contempla dados GNSS de diversas outras redes, acessível em: http://www.unavco.org/data/gps-gnss/data-access- methods/dai2/app/dai2.html#). Dentre as redes utilizadas, apenas na RBMC é necessário efetuar um cadastro antes de realizar o download dos dados. A localização dessas estações pode ser vista na Figura 3.4.

Figura 3.4 – Mapa que contem a posição geográfica das 114 estações utilizadas neste trabalho. As cores apresentadas pelos pontos que marcam as estações são para distinguir as redes em que os dados dessas estações foram obtidos.

Fonte: Google Earth, acessado em 22/08/2018.

Os dados fornecidos pelas estações, como já descrito, são dados GNSS. Esses dados foram usados como arquivos de entrada no programa Gopi Seemala Model para obter os dados de TEC. Cabe ressaltar que o Gopi Seemala Model retorna tanto os dados de STEC quanto os de VTEC para cada uma das estações. Uma vez em posse desses dados, efetuou-se a interpolação dos dados que possuíam o mesmo tempo de registro, mas que eram de diferentes PRNs (Pseudorandom Noises) e, por fim, elaborou-se os mapas de VTEC para os dias mais ativos do SSW (de 6-11 de março de 2016) e para dias calmos de referência que precederam a ocorrência do SSW (de 28 de fevereiro até 3 de março de 2016).

satélite, o que é corrigido ao se utilizar o VTEC em um modelo onde os elétrons livres na Ionosfera se concentram em uma camada infinitesimal de altura H, onde está situado o chamado Ionospheric Pierce Point (IPP, que é um ponto de referência situado nessa camada de altura H). Portanto, usar o VTEC é, de uma forma mais prática, fazer uma média dos valores de STEC que estão próximos a uma estação, e concentrar esse valor médio justo no IPP.

Quanto a elaboração de mapas para os dias de evento e para os dias calmos, a justificativa para a escolha desses períodos é justamente para permitir uma comparação entre os comportamentos da Ionosfera nessas duas situações. No caso da ocorrência de comportamentos muito destoantes entre esses dois períodos, aprofundou-se a investigação quanto aos mecanismos que estavam perturbando a configuração normal da Ionosfera, dando especial enfoque em buscar se esses mecanismos podem ser consequências do SSW. A Figura 3.5 mostra o exemplo de um mapa de VTEC gerado para a área de estudo, em que, os quadrados aparentes na figura mostram os valores de TEC registrados pelos satélites para o dia 6 de março de 2016, com frames para o intervalo entre 12-19h, intervalados de uma em uma hora. Os caracteres em forma de ‘x’ em cor azul correspondem a localização das estações usadas neste trabalho.

Ao observar os frames da Figura 3.5 é possível perceber um crescimento gradativo nos valores de VTEC que vem ocorrendo de leste para oeste, onde as cores mais quentes, que correspondem aos valores mais altos aparentes nas imagens, se situam sempre na porção leste, fato que decorre da rotação da Terra e evidencia as regiões em que a radiação solar está incidindo com maior intensidade.

Figura 3.5 – Comportamento do TEC para o intervalo entre 12-19 horas UTC para o dia 06 de março de 2016, que é o primeiro dia do SSW. A linha tracejada marca o equador magnético.

Os mapas da Figura 3.5 mostram claramente uma grande mudança no comportamento da ionosfera, entretanto, a perturbação evidenciada é de grande escala, e em virtude de sua alta dimensão, mascara perturbações de escala menor, que podem ser interessantes para este estudo. Na tentativa de melhorar a resolução dos mapas optou-se por utilizar o método de kriging para interpolar os valores de TEC, como implementado por Foster e Evans (2008).

A Figura 3.6 mostra exemplos de mapas de VTEC elaborados com o uso do método de kriging para o período entre 1h-1h45 do dia 1 de março de 2016, intervalados em 15 minutos. Por comparação com os gráficos da Figura 3.4, nota-se uma maior qualidade na exibição dos dados, o que torna mais fácil visualizar contrastes entre os valores de TEC, inclusive, possibilitando a visualização de irregularidades de menor escala no plasma ionosférico, como as bolhas de plasma, por exemplo, que são visualizadas no interior nas formas retangulares destacadas nos frames que compõem a Figura 3.6, e correspondem as zonas de menor densidade, isto é, de coloração azulada.

Esse método de interpolação, no entanto, possui restrições de uso, visto que extrapola os valores de TEC exibidos, por exemplo, nos quadrados da Figura 3.5, para que eles preencham os espaços em branco adjacentes, causando o aumento no percentual de erro associado aos dados, visto que os valores atribuídos no preenchimento não são necessariamente reais, o que torna necessário efetuar uma minimização da variância entre os dados de entrada e os dados de saída, de maneira a se obter a melhor interpolação possível, entretanto, esse tipo de análise aumentaria a complexidade do trabalho e demandaria atenção especial, o que mudaria o foco do trabalho.

Figura 3.6 - Mapas de TEC feitos com o método de kriging. Os 4 mapas correspondem a frames intervalados em 15 minutos para o dia 1 de março de 2016, que é um dos dias calmos analisados.

Fonte: Elaborada pelo autor, 2018.

Em contraponto, em função das limitações do método, em especial, a dependência de uma análise mais detalhada sobre a variância, ocorrem em alguns instantes de tempo, quebras nas cores exibidas nos mapas interpolados, como pode ser visto nos frames da Figura 3.7, que também são para o dia 1 de março de 2016, mas correspondem a horários posteriores ao da Figura 3.6. Em virtude da complexidade para readequar a interpolação e corrigir essas quebras, o uso do método de kriging foi restrito há casos específicos, onde ela adequou-se, como o da Figura 3.6.

Figura 3.7 – Quebras de cor nos mapas interpolados para o dia 1 de março de 2016.

Fonte: Elaborado de autor, 2018.

Uma vez que os mapas de TEC não interpolados não exibiam resolução adequada para visualizar as perturbações ionosféricas e que os mapas interpolados necessitariam de enfoque especial para evitar essas quebras de cores, optou-se por efetuar outra análise sobre o TEC e em vez de analisar os mapas, em si, analisar as curvas de TEC exibidas em cada um dos dias estudados, semelhante ao estudo feito por Fagundes et al. (2015), entretanto, o presente trabalho aborda um outro evento SSW, com mais dias de evento analisados, além de contar com um número maior de estações, compreendendo de forma mais ampla os efeitos do SSW no TEC. O próximo tópico contempla a descrição do método usado para analisar o comportamento do VTEC nos dias estudados.