Petiano responsável: Júlia Núñes
Projeto: Modelagem e Simulação Multiescala em Plasmas –
Código COCEPE: 4464
Orientador: Joel Pavan
Observações locais de ondas eletromagnéticas e partículas de plasmas na magnetosfera terrestre e no espaço interplanetário tornaram-se possíveis com o avanço da tecnologia de satélites no final dos anos 50 e início dos anos 60. Muitas dessas observações são discutidas sob o abrangente tópico das relações solares-terrestres, que representam a inuência do Sol e da atividade solar sobre a Terra e o ambiente terrestre. As relações solares-terrestres constituem um tópico relevante desde que a Terra é habitada, e o papel da energia solar no sustento das atividades de agricultura e de fontes hídricas é bem estabelecido. No entanto, a contribuição do Sol não se limita à luz e ao calor, que são facilmente perceptíveis. As auroras constituem um exemplo primordial dessas relações: podem ser facilmente detectadas no solo, mesmo sem instrumentação, e estão estreitamente correlacionadas à atividade solar. Todavia, os grandes avanços na compreensão das relações solares-terrestres demandaram observações a bordo de foguetes e satélites: medidas de ondas eletromagnéticas e partículas na magnetosfera, ionosfera, espaço interplanetário e, especialmente, medidas de radiação eletromagnética com freqüências indetectáveis a partir do solo.
Os complexos fenômenos solares que afetam a Terra, bem como outros planetas, são variados: tempestades magnéticas, ejeções coronais de massa, eventos de partículas de alta energia, flares, formação de sistemas correntes e do vento solar, entre outros. Esses fenômenos são capazes de afetar os sistemas de comunicações de satélites, sistemas GPS, a rede de geração e distribuição de energia elétrica, entre outros. Dada a relevância dos efeitos da atividade solar em sistemas eletro-eletrônicos, intrínsecos à sociedade moderna, surgiu a necessidade de se fazer previsão das condições do ambiente solarterrestre, ou clima espacial. Clima espacial se refere às condições altamente variáveis e dinâmicas no ambiente geoespacial, incluindo aquelas do Sol, do meio interplanetário, e do sistema magnetosferaionosfera-termosfera. Alterações adversas no ambiente espacial próximo à Terra pode diminuir a performace e a confiabilidade tanto de espaçonaves como de sistemas baseados em terra. Por sua vez, isso pode significar perdas significativas devidas a problemas operacionais de comunicação, navegação, sistemas de fornecimento de energia e satélites de reconhecimento. Tal como a previsão do clima terrestre, na previsão do clima espacial é possível antecipar eventos solares, de modo a prover informação para o funcionamento seguro de operadores de satélites, linhas aéreas, plantas de geração e
distribuição de energia, entre outros.
No entanto, além de fatores práticos cotidianos, há questões importantes a respeito do Sol ainda não respondidas, como o problema do aquecimento coronal. Essa questão decorre da verificação de que a corona solar exibe uma temperatura da ordem de mil vezes maior do que a superfície do Sol (fotosfera), mesmo sendo externa a essa. Neste sentido, missões correntes, como Solar Orbiter e Parker Solar Probe, devem prover dados observacionais fundamentais para a melhor compreensão da atividade solar e de seus efeitos sobre a Terra, e para elucidar questões fundamentais da física solar.
O presente trabalho, em sua parte inicial, contempla uma revisão da literatura sobre os diversos fenômenos solares, seus efeitos sobre a Terra, os dados observacionais mais recentes, a rede atual de previsão de clima espacial, bem como sobre a formulação matemática e simulações computacionais dos processos físicos envolvidos.
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