Publication: Cambios a largo-plazo en la ionosfera y su relación con la actividad geomagnética
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Publication Date
2004
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Universidad Complutense de Madrid, Servicio de Publicaciones
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Abstract
En este trabajo se estudian los cambios o tendencias a largo- plazo que pueden existir en la región F2 de la ionosfera a través de las variaciones anuales de sus parámetros más representativos, frecuencia y altura crítica foF2 y hmF2. Este tipo de análisis ha sido tratado en profundidad desde principios de los años 90. Por una parte, debido a la aplicación que la ionosfera tiene como sistema de comunicaciones terrestre y a la influencia que ejerce, como medio ionizado, en sistemas de comunicación por satélite que requieren una gran precisión. Por otra, porque las tendencias a largo- plazo en la ionosfera también adquieren gran interés en el marco de los cambios globales que se están produciendo en la baja atmósfera debidos al impacto antropogénico. La ionosfera podría reflejar tales cambios y, de esta forma, proporcionar indicaciones útiles de los mismos. Aunque las observaciones ionosféricas llevadas a cabo por la red mundial de ionosondas proporcionan un excelente material experimental para este análisis, el mecanismo físico que explique el origen de las tendencias aún es incierto, fundamentalmente porque las tendencias que han sido obtenidas hasta el momento son de distinto signo y magnitud dependiendo a la Estación considerada. El comportamiento de los parámetros ionosféricos de la región F2 está fuertemente influenciado por la actividad solar y geomagnética. Esto dificulta el cálculo de los cambios globales que se pretenden detectar puesto que éstos son relativamente pequeños comparados con aquellos ocasionados por las variaciones solares y geomagnéticas. Por lo tanto, es necesario introducir procedimientos matemáticos que permitan eliminar estas influencias. Hay que mencionar que las aproximaciones generalmente utilizadas para extraer las tendencias a largo- plazo desde las observaciones ionosféricas se basan en la aplicación de modelos de regresión con índices solares para eliminar la dependencia solar. El primero objetivo de este trabajo ha sido aclarar el origen de las tendencias a largo- plazo obtenidas mediante estos métodos basados en modelos de regresión simple para eliminar la influencia solar. Para ello, se ha desarrollado una nueva metodología que ha permitido encontrar variaciones sistemáticas en las tendencias detectadas en foF2 y hmF2. Su aplicación conduce a una explicación de las tendencias basada en la existencia de un control geomagnético. De acuerdo a este concepto, los parámetros foF2 y hmF2 pueden presentar tendencias negativas y positivas dependiendo de los cambios a largo- plazo que se producen en la actividad geomagnética. Los mecanismos que originan las tormentas ionosféricas en la región F2 de la ionosfera permiten explicar las características morfológicas de las tendencias detectadas en el máximo de esta capa para el intervalo temporal 1965-1991. El aumento que se produce en la actividad geomagnética durante este periodo de tiempo analizado implciaría una intensificación en la actividad de las tormentas ionosféricas en la región F2, lo que justificaría las correspondientes tendencias observadas. Se concluye que las tendencias calculadas por medio de modelos de regresión simple están controladas por las variaciones a largo- plazo que presenta la actividad geomagnética. De este modo, cualquier interpretación física que explique el origen de las tendencias debe considerar esta fuerte influencia geomagnética. El siguiente objetivo que se plantea consiste en encontrar una nueva aproximación que elimine la dependencia que la actividad solar y geomagnética ejerce sobre las variaciones de foF2 y hmF2. Se ha desarrollado un método que permite modelar de una forma efectiva las variaciones de foF2 y hmF2 con la única ayuda de índices que reflejan el estado de la actividad solar y geomagnética. Se ha mostrado que las variaciones anuales de estos parámetros característicos de la región F2 ionosférica pueden ser atribuidas únicamente a los cambios a largo- plazo que se producen en la actividad solar y geomagnética. Una vez eliminada la fuerte dependencia solar mediante esta nueva aproximación no se detecta ninguna variación significativa, por lo que no existe indicación de una posible influencia de origen no solar en las variaciones de foF2 y hmF2.
Description
Tesis de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, Departamento de Observación de la Tierra, leída el 02-04-2003