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ANALISIS DE LAS PRECIPITACIONES
EN RELACION A LAS TORMENTAS GEOMAGNETICAS |
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MODELOS EN EL ESTUDIO DEL VALLE
E EN IONOSFERA |
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LA DENSIDAD ELECTRONICA DE LA IONOSFERA
SOBRE ESTACIONES DE BAJA LATITUD DURANTE ALTA ACTIVIDAD
SOLAR |
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LA ALTURA DEL MAXIMO DE LA DENSIDAD
ELECTRONICA DE LA IONOSFERA EN ESTACIONES SUDAMERICANAS |
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VARIACIÓN TENMPORAL DE LA
DENSIDAD ELECTRÓNICA Y CONSTITUYENTES NEUTROS
DE LA ATMÓSFERA SUPERIOR DURANTE UNA TORMENTA
GEOMAGNÉTICA |
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COMPORTAMIENTO DEL PUNTO CARACTERÍSTICO
DE LA BASE DE LA REGIÓN F2 SOBRE "EL ARENOSILLO":
OBSERVACIONES Y PREDICCIONES |
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EFFECTS OF VOLCANIC ERUPTIONS OVER
THE IONOSPHERE BASED ON HOURLY RECORDS |
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EFECTOS DE LA ERUPCIÓN VOLCÁNICA
DE MT. ST. HELEN SOBRE LA IONÓSFERA |
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SOLAR CHARACTERISTICS |
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ANALISIS
DE LAS PRECIPITACIONES EN RELACION A LAS TORMENTAS GEOMAGNETICAS
Julio C. Gianibelli , Jacqueline Köhn, y Eduardo E. Kruse
Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas
La Plata. Bs. As. Argentina.
El conocimiento de las tendencias de las precipitaciones adquiere
una importancia fundamental para la planificación de
las actividades productivas. El clima, en general, es altamente
variable en todas las escalas de tiempo, pero una fracción
de dicha variabilidad puede relacionarse con ciclos relacionados
al campo geomagnético.
Las oscilaciones climáticas tienen una ciclicidad natural
con periodos característicos conocidos, tales como
2-3, 10-12, 22 y 80-90 años y esto sugiere una importante
relación entre los procesos terrestres y solares.
Actualmente existe un fuerte consenso científico de
la existencia de un cambio climático global, un cambio
atribuido en forma directa o indirecta a las actividades humanas
que altera la composición general de la atmósfera
y a la variabilidad climática natural observada a lo
largo de prolongados periodos de tiempo. Ésta última
puede ser consecuente de diversos mecanismos externos, como
cambios físicos en el Sol, que pueden alterar su intensidad
y el flujo de radiación provocando variabilidad en
la ocurrencia y frecuencia de tormentas geomagnéticas,
influenciando posiblemente los patrones de precipitación
pluvial en grandes escalas de tiempo.
En este trabajo se estudia esta problemática analizando
la influencia del comportamiento del campo geomagnético,
gobernado por la actividad solar, representado por el número
de tormentas magnéticas y cuantificado por el índice
magnético aa, en diferentes series temporales de precipitación
pluvial en la provincia de Buenos Aires, Argentina.
Al comparar el promedio regional de precipitación con
la cantidad de tormentas geomagnéticas se observa un
peculiar defasaje entre dichas series en el intervalo 1900-2000.
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Modelos
en el estudio del valle E en la ionosfera
Otón M. Grimolizzi _ CONICET - UNT
Los valles de ionización en la ionosfera se evidencian
en los ionogramas como discontinuidades en la traza. Las mediciones
"in situ" han permitido estimar su profundidad (en
términos de densidades de ionización) entre
un 10 y un 15% menor que la correspondiente a un perfil monótono
ajustado. Se propone estimar la densidad de ionización
en el valle permitiendo que el equilibrio de ionización
se pondere a partir de algoritmos para toma de decisiones
extremando las restricciones.
Para la región F el ión preponderante es el
O+; para la región E, los iones preponderantes son
O2+ y NO+, y sus densidades son estimadas en base a las abundancias
de O+, O2 y N2. Los puntos de control del prefil son: a) máximo
de ionización en la región F2, b) altura en
la cual se igualan las densidades de O+, O2+ y NO+, c) altura
del mínimo de densidad de NO+ al pie de la región
E. Se analizaron ionogramas matutinos con Es presente, que
es el caso mayoritario.
El modelo dinámico empleado en la región F calcula
densidades iónicas a partir de 125 km de altura. Con
este modelo se pudieron explicar anteriormente los "valles"
de ionización en región F1 mediante un mecanismo
de vientos neutros. Es muy eficiente en la determinación
de los valores de densidad de ionización y altura del
pico F2.
Sin embargo, este modelo es un tanto rígido por debajo
del pico de la región F, por ello, para la región
E se empleó el modelo Mk1 de la Universidad Pennsylvania
State (USA).
Se construye entonces un perfil monótono ajustado al
pico de la región F que configura un límite
a las densidades, una de las restricciones al sistema. La
estructura de vientos verticales que arranca en la región
F y su distorsión en componentes horizontales a menores
alturas para cerrar el bucle convectivo, establece otra restricción
al mantenimiento y creación/destrucción de ionización,
al aumentar o reducir la cantidad de O+ disponible, condicionando
su abundancia. Los efectos que se analizan se restringen al
primer orden.
Para la creación/destrucción de ionización
por debajo del pico de la región F, se empleó
el mecanismo el clásico: reacciones ión-molécula
entre O+ y O2 y N2 para crear los iones O2+ y NO+ respectivamente
y la ionización del gas neutro formando O+2 y N+2.
A alturas menores, los iones diatómicos recombinan
rápidamente con los electrones resultando los efectos
de transporte despreciables.
Hay entonces un límite máximo con el perfil
monótono y se plantean las inecuaciones de conformación
del perfil de densidad, sujetas a las restricciones y mecanismos
mencionados. Se determinan entonces sus valores mediante la
resolución de un sistema lineal. Los perfiles resultantes
alientan la tarea y son mas consistentes en evaluar los valles
que otros métodos tradicionales porque se basan en
un equilibrio dinámico extremando condiciones, como
sucede en un gran número de procesos en la Naturaleza.
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LA
DENSIDAD ELECTRONICA DE LA IONOSFERA SOBRE ESTACIONES DE BAJA
LATITUD DURANTE ALTA ACTIVIDAD SOLAR
M. A. Cabrera1,2, R. G. Ezquer1,2,3, J. Toledo1 y L. De la
Zerda1
1 Facultad Regional Tucumán, Universidad Tecnológica
Nacional
2 Laboratorio de Ionósfera, Dto. de Física,
Universidad Nacional de Tucumán
El modelo International Reference Ionosphere (IRI) es uno
de los más difundidos mundialmente, y es recomendado
por la Unión Internacional de Radio Ciencia (URSI)
y el Comité de Investigaciones Espaciales (COSPAR)
para predecir el comportamiento de la ionósfera terrestre.
La comunidad científica internacional constantemente
evalúa la validez del IRI para predecir las distintas
variables ionosféricas, y propone mejoras al mismo.
Miembros de nuestro grupo de trabajo han realizado varios
estudios sobre el perfil de distribución de la densidad
electrónica (N) en la ionósfera de base dado
por el IRI, y también sobre sus predicciones del contenido
electrónico ionosférico. Para esos estudios
se utilizaron datos de ionosondas en tierra y señales
de radio enviadas por satélites. Con el fin de avanzar
en el análisis de la validez de este modelo, en este
trabajo se comparan los valores de N medidos con satélites
a distintas alturas en baja latitud, con las predicciones
dadas para un período de alta actividad solar. Las
mediciones se realizaron entre los 300 y 700 km de altura.
Se consideraron los casos en que se disponían mediciones
simultáneas de ionosondas y de satélites, para
los cuales se ingresaron los valores de las características
del máximo de ionización como parámetros
de entrada del modelo. Los resultados muestran que el IRI
tiende a subestimar la densidad electrónica cuando
los valores de N son mayores a 4.105 cm-3, esta tendencia
es más marcada en solsticio que en equinoccio. El apartamiento
entre valores modelados y mediciones varía entre 10%
y
50%. Teniendo en cuenta que para los cálculos se ingresaron
la densidad de electrones máxima de la región
F2 de la ionósfera (NmF2) y su altura (hmF2), como
parámetros de entrada en el modelo, el desacuerdo entre
predicciones y mediciones se debería a que la forma
del perfil de N asumido por el IRI no es la más adecuada.
Los resultados sugieren la necesidad de continuar estos estudios
considerando otras estaciones, épocas y condiciones
de actividad solar para verificar la validez del modelo.
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LA
ALTURA DEL MAXIMO DE LA DENSIDAD ELECTRONICA DE LA IONOSFERA
EN ESTACIONES SUDAMERICANAS.
R. G. Ezquer1,2,3, L. Scidá2, G. A. Mansilla1,2,3 y
M. Mosert3,4
1 Facultad Regional Tucumán, Universidad Tecnológica
Nacional
2 Laboratorio de Ionósfera, Dto. de Física,
Universidad Nacional de Tucumán
3 CONICET
4 CASLEO
La ionósfera es la parte de la atmósfera que
se encuentra lo suficientemente ionizada como para afectar
a las señales de radio que por ella se propagan. El
conocimiento del comportamiento de la misma y la posibilidad
de predecirlo mediante modelos, son de fundamental importancia
para distintos sistemas, como: la comunicación en HF,
la de detección de satélites y misiles, el posicionado
de puntos geodésicos, etc. Esto ha llevado al desarrollo
de varios modelos ionosféricos, y a que instituciones
como la Unión Internacional de Radio Ciencia (URSI)
y el Comité de Investigaciones Espaciales (COSPAR)
formaran un grupo de trabajo con miembros de la comunidad
científica internacional para desarrollar un modelo
empírico de la ionósfera. Este modelo, que es
uno de los mas difundidos mundialmente, se denomina International
Reference Ionosphere (IRI). En este trabajo se analiza la
validez del IRI para predecir la altura del máximo
de densidad electrónica de la región F2 de la
ionósfera (hmF2) en estaciones sudamericanas. Para
ello se determinó esta variable ionosférica
con la opción estándar del modelo, la que usa
los coeficientes del Comité Consultivo Internacional
de Radiociencia (CCIR), y con la opción que usa datos
de ionosondas como parámetros de entrada en el IRI.
Para la realización de los cálculos se consideraron
varias estaciones sudamericanas, distintas actividades solares
y meses, y las 24 horas del día. La comparación
de las predicciones estándar del modelo (hmF2IRI) con
los valores obtenidos a partir de mediciones de ionosondas
(hmF2Exp) muestran que, en general, los valores modelados
siguen el comportamiento diario de hmF2Exp. Para bajas latitudes
los valores de hmF2Exp muestran oscilaciones que no son reproducidas
por el modelo, mientras que para altas latitudes se observan
casos con desacuerdo para las 24 horas. Para algunas condiciones
el acuerdo entre hmF2IRI y hmF2Exp es muy bueno. En la mayoría
de los casos considerados el desacuerdo entre ambos valores
de hmF2 es menor que el 10 %, y pocos casos muestran desviaciones
entre el 10 % y el 25 %. Los resultados sugieren que, en general,
el modelo da buenas predicciones de la altura del máximo
de densidad electrónica de la región F2 para
latitudes sudamericanas.
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VARIACIÓN
TENMPORAL DE LA DENSIDAD ELECTRÓNICA Y CONSTITUYENTES
NEUTROS DE LA ATMÓSFERA SUPERIOR DURANTE UNA TORMENTA
GEOMAGNÉTICA
G. A. Mansilla
Laboratorio de Ionosfera, Departamento de Física, Facultad
de Ciencias Exactas y Tecnología, UNT
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Se sabe que las variaciones en la composición de neutros
(incremento de nitrógeno molecular N2 y disminución
de oxígeno atómico O) que se observan en latitudes
medias durante las tormentas geomagnéticas están
estrechamente relacionadas con los descensos de densidad electrónica
(tormentas ionosféricas negativas).
El propósito de este trabajo es investigar la evolución
temporal que presenta la composición de gases neutros
durante una tormenta geomagnética intensa en diferentes
latitudes invariantes y su asociación con los cambios
de densidad electrónica.
Para ello se han utilizado datos del satélite Dynamic
Explorer 2 de nitrógeno molecular y de oxígeno
atómico de alturas próximas al máximo
de densidad electrónica de la región ionosférica
F2 (300 km), conjuntamente con mediciones de la frecuencia
crítica foF2 (proporcional a la raíz cuadrada
de la densidad electrónica máxima de la región
F2) de ionosondas localizadas debajo de los pasos del satélite.
La tormenta geomagnética considerada se produjo el
10 de octubre de 1981 con un comienzo súbito (cs) a
las 1434 TU, en período de máximo de actividad
solar.
Se observan incrementos significativos de O en las diferentes
latitudes invariantes consideradas (300, 350, 400, 450 y 500)
desde aproximadamente las 14 horas hasta las 30 horas posteriores
al cs (durante la fase principal y comienzo de la fase de
recuperación de la tormenta). Posteriormente hay una
tendencia a recobrar los valores previos al cs. No se encuentra
una dependencia latitudinal de las variaciones observadas.
También se observan incrementos importantes de N2 en
alta latitud (450 y 500) durante la fase principal y comienzo
de la etapa de recuperación de la tormenta, mientras
que prácticamente no hay cambios significativos en
latitudes más bajas.
Como la producción de ionización es proporcional
a la composición de O, mientras que la pérdida
depende de la composición de N2, se considera que la
razón N2/O es un buen indicador para explicar los cambios
en la densidad de electrones.
En general, los cambios en la densidad electrónica
máxima que se observan están en correspondencia
con los cambios de composición. Sin embargo, las discrepancias
en los resultados indican que otros mecanismos pueden estar
operativos en las diferentes etapas de la tormenta.
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COMPORTAMIENTO
DEL PUNTO CARACTERÍSTICO DE LA BASE DE LA REGIÓN
F2 SOBRE "EL ARENOSILLO": OBSERVACIONES Y PREDICCIONES
Marta Mosert (1), Gloria Miró (2), Rodolfo Ezquer (3,4)
y Sandro M. Radicella (5)
(1) Complejo Astronómico El Leoncito, CONICET, San
Juan, Argentina.
(2) Estación de Sondeos atmosféricos "El
Arenosillo", Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial,
Ctra. San Juan del Puerto _ Huelva, España,
(3) Laboratorio de Ionosfera, Instituto de Física _
CONICET, San Miguel de Tucumán, Argentina
(4) Facultad Regional Tucumán, Universidad Tecnológica
Nacional, San Miguel de Tucuman, Argentina
(5) Centro Internacional de Física Teórica,
Trieste, Italia
La mayoría de los modelos ionosféricos empíricos
y semiempíricos de la distribución de la densidad
electrónica (N) con la altura (h), usan puntos característicos
en su formulación. En los últimos años
esfuerzos se han realizado para definir puntos claves en el
perfil de densidad electrónica para proveer información
útil para la descripción del perfil. Mosert
y Radicella (1990) introdujeron el punto denominado "punto
base F2 (PbF2)" definido como el punto en el perfil correspondiente
al máximo gradiente dN/dh por debajo del pico F2, en
la base de la misma. Asimismo estos autores, haciendo uso
de perfiles de densidad electrónica derivados de ionogramas
compuestos de 4 estaciones sudamericanas propusieron expresiones
empíricas para calcular la densidad (NbF2) y la altura
(hbF2) de dicho punto a partir de parámetros leídos
en los ionogramas.
El objetivo del presente trabajo es analizar el comportamiento
de los parámetros NbF2 y hbF2 usando perfiles de densidad
electrónica de una estación ionosférica
del hemisferio norte: El Arenosillo (37.1N; 353.2E) durante
diferentes condiciones geofísicas y chequear la validez
de las expresiones empíricas propuestas por Mosert
y Radicella (1990) para el pronóstico de las coordenadas
del PbF2. Los perfiles de densidad electrónica han
sido obtenidos a partir de ionogramas usando la técnica
de inversión ARTIST (Huang and Reinisch, 1996).
Las comparaciones entre las observaciones y las predicciones
muestran que los parámetros del punto base F2 pueden
ser calculados con razonable seguridad aun en condiciones
magnéticas perturbadas. Las diferencias porcentuales
entre los valores observados y los predichos oscilan entre
0 y 10% para el parámetro hbF2 y entre 10 y 20% para
NbF2. Estos resultados indicarían que las expresiones
propuestas pueden generalizarse para otras latitudes.
Bibliografía
Huang, X.Y. and Reinisch, B.W.(1996): Vertical electron density
profiles from the Digisonde network, Adv. Space Res., Vol.
18, N° 6, 121 _ 129.
Mosert, M. and Radicella, S.M. (1990): On a characteristic
point at the base of the F2 layer, Adv.Space Res., Vol 10,
N°11, 17 - 25.
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EFFECTS
OF VOLCANIC ERUPTIONS OVER THE IONOSPHERE BASED ON HOURLY
RECORDS
Argelia H.C. de Ragone(1), Ana G. Elias(1, 2), Marta Z. de
Artigas(2, 3) and
Amalia N. F. de Manzano(1)
(1) Universidad Nacional de Tucumán, Fac. de Agronomía
y Zootecnia ,San Miguel de Tucumán, Argentina.
(2) Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas
- CONICET - Argentina
(3) Universidad Nacional de Tucumán, Fac. C. Exactas
y Tecnología, Depto. de Física, San Miguel de
Tucumán, Argentina
Other authors studies, based on 1-minute interval sounding,
have detected ionospheric disturbances characterized by quasi-periodic
wavelike trains of periods around 16 to 30 minutes as consequence
of strong volcanic eruptions. Based on hourly soundings of
F2 critical frequency (foF2) and the F layer virtual height
(h'F), effects over the ionosphere were also detected as consequence
of volcanic eruptions. In some cases a decrease in the amplitude
variation of foF2 and an increase in h'F has been noticed,
respect to the behavior of these parameters during the day
previous and after the eruption in the Andes mountain range.
In the present work, the analysis of volcanic effects over
the ionosphere based on hourly data will be extended to other
regions. Although volcanic eruption effects over the ionosphere
are associated to short-term variations in the time scale
of minutes to a few hours, possibly, after a volcanic eruption,
an overall expansion of the ionosphere, with a consequent
up-shift of the F layer and decrease of the electron density
takes place which could be noticed in hourly records.
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EFECTOS
DE LA ERUPCIÓN VOLCÁNICA DE MT. ST. HELEN
SOBRE LA IONÓSFERA
Argelia H.C. de Ragone(1), Ana G. Elías(1)(2), Marta
Zossi de Artigas(2)(3)
y Amalia N. F. de Manzano(1)
(1) Universidad Nacional de Tucumán, Fac. de Agronomía
y Zootecnia, Av. Roca 1900,
(4000) San Miguel de Tucumán, Argentina.
(2) Consejo Nacional de Investigaciones Científicas
y Técnicas _ CONICET _ Argentina.
(3)Universidad Nacional de Tucumán, Fac. de C. Exactas
y Tecnología, Depto de Física,
Av. Independencia 1800, (4000) San Miguel de Tucumán,
Argentina
e-mail: aelias@herrera.unt.edu.ar; mzossi@herrera.unt.edu.ar
Resumen
En el presente trabajo se analiza la influencia de la erupción
volcánica del Monte St. Helen del 18 de Mayo de 1980
sobre la ionosfera. El análisis se basa en datos horarios
de la frecuencia crítica de la capa F2, foF2, de estaciones
próximas a la erupción: Pt. Argüello y
Boulder. El efecto que se visualiza consiste en una disminución
de los valores de foF2, y por consiguiente de la densidad
de ionización. Se observa también el decrecimiento
de su amplitud de variación diaria. No se pudo efectuar
el análisis de alturas de la capa F por no contar con
datos confiables. Algunos autores, basados en registros ionosféricos
a intervalos de un minuto, detectaron perturbaciones en el
comportamiento de foF2 y altura virtual de la capa F, del
contenido electrónico total y del desplazamiento Doppler,
como consecuencia de erupciones volcánicas intensas.
Las variaciones de esos parámetros estaban caracterizadas
por trenes de ondas de períodos de alrededor de 16
a 30 minutos. Los resultados de este trabajo indican que los
efectos volcánicos pueden visualizarse también
en registros ionosfericos horarios.
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SOLAR
CHARACTERISTICS
P.A.Larocca (1,3) V.M.Silbergleit (1,2)
(1) Facultad de Ingeniería- Universidad de Buenos Aires
(2) CONICET of Argentina
(3) Ciclo Basico Comun de la Universidad de Buenos Aires
For the solar activity it is considered: a) the monthly mean
sunspot numbers b) the rise times and c) the fall off times.
The geomagnetic AA* index is used and the rise and fall off
time of solar cycles from 4 to 22 are considered. We conclude
that: For the current solar cycle, a solar peak equal to (137
± 65) monthly mean sunspots is predicted and a recurrence
tendency of seven solar cycles in the rise time and of 9 cycles
in the fall off time are verified. According to that, our
research agrees with prior results. .
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