Opacidade atmosférica em ondas sub-milimétricas: o papel do conteúdo de vapor de água (PWV)

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Tipo
Tese
Data
2022-01-28
Autores
Espinoza, Deysi Veronica Cornejo
Orientador
Raulin, Jean Pierre
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Membros da banca
Castro, Carlos Guillermo Giménez de
Silva, Jorge Fernando Valle
Simões, Paulo José de Aguiar
Ramírez, Ray Fernando Hidalgo
Programa
Ciências e Aplicações Geoespaciais
Resumo
A compreensão dos mecanismos que geram rádio - emissões em altas frequências durante as explosões solares dependem da interpretação do espectro da densidade de fluxo (S) nessa faixa de frequência. Para esse propósito, uma medição confiável de S é essencial. Os radiotelescópios terrestres que observam em comprimentos de ondas milimétricos e sub-milimétricos precisam corrigir o sinal recebido pela atenuação atmosférica, para estimar o verdadeiro fluxo. O vapor de água é o principal responsável por essa atenuação em altas frequências. Neste trabalho, reportamos as medidas das opacidades atmosféricas em 212 GHz (τ212) e 405 GHz (τ405) usando o método da brilhância do Sol. Para isso, foram utilizadas 41.106 varreduras solares registradas pelo Telescópio Solar para ondas Sub-milimétricas (SST) em dias de observação com céu aberto, entre 2006 e 2019. Uma comparação entre as medidas simultâneas de τ405 e τ212 mostra que ambas as quantidades estão bem correlacionadas, com um coeficiente de correlação linear de R = 0,87. Também encontramos que a razão τ405/τ212 ∼ 7, valor próximo ao previsto pelos modelos de transmissão atmosférica. Nosso resultado mostra baixos valores de τ212 (τ212 < 0,16 Np) para a altitude do CASLEO em comparação com outros observatórios de maior altitude, que medem τν na frequência de 210–230 GHz. Para ter um melhor entendimento da variabilidade da opacidade atmosférica foi feita uma análise estatística das médias de τ212 em diferentes escalas temporais (anual, mensal e diária). Também, foi realizado um estudo de periodicidade nas medidas de τ212. O resultado desta análise espectral da variabilidade de τ212 mostra alguns períodos significativos de 0,15 anos (∼ 2 meses); 0,25 anos (∼ 3 meses); 1 ano; 2,4 e 3 anos. O período de 1 ano é interpretado como uma oscilação anual, enquanto os períodos de 2,4 e 3 anos podem estar associados a uma oscilação Quase-bienal (QBO). Seguidamente, foi feita uma análise estatística das medidas de vapor de água precipitável (PWV) registradas pela rede de AERONET no CASLEO entre janeiro de 2011 e julho de 2014. Também buscamos periodicidades na série temporal do PWV, onde foi encontrado que a oscilação anual é o período mais significativo em toda a base de dados. Uma comparação entre as medidas observadas de PWV e τ212, confirmaram a forte correlação entre ambas as quantidades, com um coeficiente de correlação linear de R = 0,97. Por outro lado, os valores de PWV podem ser calculados a partir das medidas de temperatura (T) e umidade relativa (RH) registradas in situ. Este modelo supõe que o PWV decai exponencialmente com a altitude para uma determinada altura de escala (HPWV ). Por último, foi encontrada uma correlação entre as medidas observadas de profundidade óptica do Aerossol (AOT) em 340 nm e as medidas observadas de PWV e τ212.
Descrição
Palavras-chave
opacidade atmosférica sub-milimétrica , absorção atmosférica , conteúdo de vapor de água precipitável (PWV): altura de escala do PWV
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