63ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 6. Geociências - 2. Geofísica

Análise do Espectro Dinâmica do Campo Geomagnético sobre o Brasil

Adriane Marques de Souza 1 Maurício José Alves Bolzan 1,2

1. Depto de Física - UFG 2. Prof. Dr. / Orientador

INTRODUÇÃO:

O campo geomagnético terrestre protege o planeta das constantes partículas ionizadas oriundas do Sol. Por ser um sistema complexo, o campo geomagnético está constantemente sofrendo a ação de distúrbios solares fortes, podendo comprometer todo o sistema de telecomunicação global e transmissão de energia. Neste trabalho, através do método do espectro de potência dinâmico, verificou-se que este muda sensivelmente durante distúrbios solares. Isso implica na possibilidade de poder avaliar conseqüências, possíveis danos e a capacidade em previsibilidade das conseqüências destes distúrbios solares sobre o campo geomagnético. Neste trabalho foram utilizadas séries temporais da componente horizontal do campo geomagnético medido em Vassouras, pelo Observatório Nacional. Os dados foram obtidos em períodos durante os meses que ocorreram distúrbios geomagnéticos de intensidades variadas, foram eles: abril de 2000, julho de 2000, abril de 2001, setembro de 2002 e novembro de 2003. Todos amostrados a uma medida por minuto durante todos os dias dos referidos meses.

METODOLOGIA:

A metodologia básica utilizada neste trabalho foi obter o espectro de energia, propriamente o espectro de potência, das séries temporais do campo geomagnético em períodos em que ocorreram distúrbios geomagnéticos. Entende-se aqui que distúrbios geomagnéticos é uma conseqüência de distúrbios solares sobre o campo geomagnético. Portanto, se faz necessário fazer uma pequena introdução sobre a transformada de Fourier (TF). A função é denominada transformada (integral) de , aqui tomada como a série temporal do campo geomagnético, pelo núcleo . Esta operação mapeia a função no espaço t para uma outra função, , no espaço α. Então, com isso, define-se agora a transformada de Fourier da função (série temporal) . A é uma operação de convolução e, é um filtro. O objetivo da análise de Fourier é de aproximar uma função f(t) por uma combinação linear de componentes senoidais, cada uma com uma dada freqüência. Este assunto tem um interesse muito forte e importante em Física e, por isso, foi calculado o espectro de potência para cada dia de cada mês e calculado a inclinação do espectro. O objetivo foi estudar a variabilidade temporal desta inclinação ao longo do mês, principalmente averiguar como este se comportou durantes os dias em que ocorreram os distúrbios geomagnéticos.

RESULTADOS:

A importância de poder analisar a variabilidade do espectro de potência diário sobre as séries temporais do campo geomagnético se deve ao fato de que este sistema físico, por si só, constitui um sistema complexo, ou seja, de difícil obtenção de características gerais que o regem. Por isso, esta abordagem permite buscar uma característica que possa ter um comportamento com teor maior de previsibilidade. Os resultados do espectro de potência diário mostraram uma importante dependência: uma dependência da intensidade do distúrbio geomagnético. Durante um distúrbio geomagnético fraco, como ocorrido em abril de 2000, a variabilidade da inclinação do espectro de potência foi extremamente pequena, não fornecendo qualquer indicativo de que este mês teve este distúrbio de intensidade fraca. Para aqueles meses cujos distúrbios geomagnéticos foram de intensidade moderada, como os meses de abril de 2001 e setembro de 2002, apresentaram uma maior variabilidade, principalmente para os dias em que efetivamente ocorreu o distúrbio geomagnético. Este comportamento fica bem evidente para aqueles meses que tiveram distúrbios geomagnéticos de forte intensidade, como ocorreu em julho de 2000 e novembro de 2003. Nestes, o espectro de potência variou fortemente durante os dias em que ocorreram os distúrbios geomagnéticos.

CONCLUSÃO:

Esta característica obtida de que a inclinação do espectro de potência tem uma dependência da intensidade do distúrbio geomagnético fornece elementos para a discussão sobre os processos físicos de transferência de energia destes distúrbios, das menores freqüências para as maiores freqüências, como a cascata kolmogoroviana. Tal discussão é importante para a possibilidade de obtenção de características gerais na tentativa de modelar este sistema físico complexo e, com isso, poder ter um certo grau de previsibilidade de suas conseqüências.

Palavras-chave: campo geomagnético, distúrbio geomagnético, espectro de energia.