Identificação de distúrbios em magnetogramas associados às tempestades geomagnéticas utilizando técnicas wavelets

• Main Author: Marize Corrêa Simões
• Other Authors: Margarete Oliveira Domingues
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2011
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2011/04.06.16.03

Um dos desafios das pesquisas relacionadas ao Clima Espacial é o entendimento das formas de acoplamento eletrodinâmico entre o plasma solar e a magnetosfera da Terra. Durante esse acoplamento há transferência de energia, momento e partículas, ao mesmo tempo em que perturbações geomagnéticas podem ser registradas na superfície terrestre. Neste trabalho, implementa-se uma ferramenta de diagnóstico de distúrbios geomagnéticos, por meio de técnicas wavelets, para análise dos dados de magnetômetros de superfície. Os conjuntos de dados foram obtidos da estação geomagnética de Kakioka, Japão, utilizada normalmente em estudos globais, e da estação de Vassouras, RJ, Brasil, que está sob os efeitos do eletrojato equatorial e da Anomalia Magnética do Atlântico Sul. Na metodologia de análise, utilizam-se a transformada contínua com uma função analisadora de Morlet e a transformada discreta ortogonal com quatro diferentes funções analisadoras de Daubechies. Considerando a regularidade local representada pelos coeficientes wavelets, a função analisadora wavelet de ordem 2 mostrou-se a mais adequada para a identificação dos períodos de distúrbios relacionados às tempestades geomagnéticas moderadas e de maior intensidade, \textit{i.e.} ($\leq$-50 nT). A wavelet Daubechies de primeira ordem foi mais sensível a tempestades mais fracas. Buscando uma melhor caracterização desses intervalos de distúrbios, investigam-se diferentes valores de limiar mínimo dos coeficientes wavelets para uma possível identificação automática de ocorrência desses distúrbios. Como resultado, validou-se assim uma metodologia de análise útil para aplicações em Geofísica Espacial, com o propósito de identificar o intervalo temporal em que a interação eletrodinâmica entre o plasma solar e a magnetosfera está ativa. === One of the challenges on Space Weather research is the comprehension of the electrodynamics coupling mechanisms between solar wind and magnetosphere. During this coupling process, energy, momentum, and particles are transferred to the magnetosphere and simultaneously geomagnetic disturbances are registered at the earth surface. The aim of this current master's work is to implement a computational diagnosis tool for magnetospheric perturbations using wavelet techniques on ground-based magnetic field data. The datasets were obtained from the geomagnetic station in the Kakioka, Japan, used normally in the global studies and from one in Vassouras, RJ, Brasil, under the effects of the equatorial electrojet and the South Atlantic Magnetic Anomaly. In the analysis methodology we used continuous transform with a Morlet's analyzing function and an orthogonal discrete transform with four different Daubechies's analyzing functions. Considering the local regularity presented by the wavelet coefficients, the second-order Daubechies wavelet analyzing function was found the most adequate on the identification of disturbed intervals related to moderate and higher-intensity geomagnetic storms, \textit{i.e.} ($\leq$ -50 nT). The first-order Daubechies wavelet was very sensitive to the weaker storms. Pursuing better disturbed intervals characterization, we investigated different minimum threshold values of the wavelet coefficients in order to obtain a possible automatic identification of these disturbance occurrences. As a result, we validated an analysis methodology which yields foundation for a useful tool in Space Geophysics, in order to identify the time interval in which the electrodynamical interaction between the solar plasma and the magnetosphere is active.