Análisis de los incrementos nocturnos de NMF2 en observatorios europeos.

      Sin embargo, el comportamiento de la ionosfera está lejos de ser simple. Si ya en el caso de la baja atmósfera surgen enormes complicaciones fruto de la distribución continua de la energía solar, en interacción con la superficie, dando lugar a fenómenos de caos determinista, en la alta atmósfera, las condiciones se complican, con variaciones en la composición, influencia de radiación de partículas energéticas, e interacción de las partículas ionizadas con el campo magnético terrestre y con los campos eléctricos existentes. Nos encontramos con el comportamiento dinámico de un plasma no totalmente ionizado, en presencia de un campo magnético, y con influencias exteriores.

      La multitud de diferentes factores que pueden llegar a influirla, desde la actividad solar, a los fenómenos sísmicos, o incluso, la actuación del hombre, llevan a una enorme variabilidad, con un comportamiento que a menudo puede parecer caótico. Sólo mediante estudios estadísticos puede llegar a caracterizarse el comportamiento de la ionosfera, y a partir de una imagen pormenorizada del comportamiento de la ionosfera bajo variaciones de los múltiples parámetros que en ella influyen, llegar a comprender los mecanismos físicos que dan lugar a los diferentes fenómenos. Una enorme cantidad de trabajo ha sido realizada ya en este sentido, y otra no menor está aún por hacer. A ello pretende contribuir en pequeño grado este estudio.

      En él se trata de caracterizar la aparición de incrementos nocturnos de la concentración de electrones en la región F₂ de la ionosfera. La región F₂, es la más alta de la ionosfera, y presenta la particularidad de aparecer no sólo de día, sino también durante la noche. Ello la hace de especial interés para su aplicación como reflector en comunicaciones por ondas de radio. Sin embargo, la región F₂ es a la vez la que presenta mayor número de fenómenos físicos actuando, lo que la hace la más compleja y dificil de predecir. Así pues, cualquier estudio de esta región tiene una inmediata aplicación práctica.

      En el caso del fenómeno estudiado en este trabajo, como se mostrará, los mecanismos que influyen en la formación de los incrementos nocturnos del contenido de electrones están entre aquellos más importantes que caracterizan la región F₂, por lo que comprender las causas del origen de estos picos supone un avance en el conocimiento de los mecanismos que gobiernan la región F₂ nocturna.

2. CARACTERÍSTICAS DE LOS DATOS UTILIZADOS 39
2.1. INTRODUCCIÓN 39
2.2. OBTENCIÓN DE LOS DATOS 40
2.2.1. EL FORMATO IIWG 41
2.2.2. TIPO DE DATOS 42
2.3. ESTACIONES SELECCIONADAS 42
      DOURBES 44
      EL ARENOSILLO 45
      JULIUSRUHIRUGEN 46
      LISBOA 47
      OBSERVATORIO DEL EBRO 48
      ROMA 50
      SLOUGH 52
      SOFÍA 53
      UPSALA 54
2.4. APÉNDICE: ESTACIONES DEL HEMISFERIO SUR, ALMA ATA Y TOKIO 55
      ALMA ATA 56
      TOKIO 57
      CAMDEN 58
      CONCEPCIÓN 59
      JOHANNESBURG 60
      PORT STANLEY 61

3. ESTUDIO DE LA MORFOLOGÍA DE LOS INCREMENTOS NOCTURNOS DE N_MF₂ 63
3.1. PRECEDENTES: 63
3.2. METODOLOGÍA 65
3.3. RESULTADOS 68
3.3.1. PROBABILIDAD DE OCURRENCIA 71
      MEDIAS AGRUPADAS: 72
      VARIACIÓN MENSUAL DE LA       OCURRENCIA DE LOS INCREMENTOS NOCTURNOS DE N_MF₂ 80
      COEFICIENTES DE CORRELACIÓN PK1, PK2, ACTIVIDAD SOLAR, VARIACIÓN ESTACIONAL 86
      ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS: 88
3.3.2. AMPLITUD DE LOS INCREMENTOS NOCTURNOS DE N_MF₂ 89
MEDIAS AGRUPADAS DE MAXI YMAX2: 90
      VARIACIÓN MENSUAL DE MAXI YMAX2: 98
      ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS 104
3.3.3. HORA (LT) DE OCURRENCIA DE LOS INCREMENTOS NOCTURNOS DE N_MF₂ 105
      MEDIAS AGRUPADAS DE Ti Y T2: 106
      VARIACIÓN MENSUAL DE Tl Y T2 114
      COEFICIENTES DE CORRELACIÓN MAXI, MAX2, Tl, T2, ACTIVIDAD SOLAR, VARIACIÓN ESTACIONAL 120
      ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS 123
3.3.4. INFLUENCIA DE LA ACTIVIDAD MAGNÉTICA 124
      ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS: 128
3.3.5. VARIACIÓN GEOGRÁFICA 129
      ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS 136

4. DISCUSIÓN 137

5. CONCLUSIONES 143

6. REFERENCIAS 145

APÉNDICES 1
Al. ESTACIONES EUROPEAS 1
      EL ARENOSILLO 2
      LISBOA 6
      ROMA (DATOS CORREGIDOS MANUALMENTE) 9
      ROMA (DATOS CORREGIDOS AUTOMÁTICAMENTE) 13
A2. ALMA ATA, TOKIO Y ESTACIONES DEL HEMISFERIO SUR 17
      ALMA ATA 18
      Tomo 22
      CAMDEN 26
      CONCEPCIÓN 29
      JOHANNESBURG 33
      PORT STANLEY 37
A.3. MEDIAS MENSUALES: 41

      – Los comportamientos encontrados permiten distinguir dos picos bien diferenciados, uno anterior a la medianoche (LT), y otro posterior en las variaciones de N_MF₂ que se registran para toda la estaciones del año y para toda condición de actividad solar.

      – Cada uno de los dos incrementos es caracterizado por tres parámetros: Probabilidad de ocurrencia (entre 0 y 1), amplitud relativa (respecto del valor del mínimo de la noche) y hora local de ocurrencia.

      – Ambos picos manifiestan morfologías temporales de variación estacional y con la actividad solar, así como variaciones geográficas diferentes, evidenciando diferentes mecanismos de formación.

      – La probabilidad de ocurrencia es en general mayor para el segundo incremento (posterior a la medianoche) que para el primero.

      – La ocurrencia del primer incremento muestra una clara variabilidad estacional, siendo máxima en invierno y para condiciones de mínima actividad solar. Aparece un fuerte aumento de la probabilidad de ocurrencia cerca del solsticio de verano (Junio/Julio en el hemisferio norte, Diciembre/Enero en el hemisferio sur). Este aumento es especialmente claro en la estación subauroral, Upsala, donde llega a invertir la dependencia estacional, haciendo la ocurrencia en verano mayor que en invierno.

      – La probabilidad del segundo incremento muestra una dependencia estacional similar. La variación con la actividad solar también es similar, aunque más suave.

      – La amplitud del primer incremento es en general mayor que la del segundo. Aunque las variaciones temporales no son muy claras, la amplitud del primer pico suele ser mayor en verano que en invierno, y bajo condiciones de baja actividad solar. El mecanismo de formación de estos incrementos se explicó en el punto anterior. Las amplitudes mayores se obtienen sin embargo en Upsala durante los equinoccios de baja actividad solar.

      – Las variaciones de la amplitud del segundo incremento son un poco más claras con valores mayores en invierno y durante los años de baja actividad solar.

      – La hora de ocurrencia del primer pico varía en el rango 20-22.5 LT, mostrando una clara dependencia con la actividad solar, con picos más tardíos para alta actividad. El patrón de tiempos en Upsala es totalmente diferente, con un único máximo que cubre todo el verano).

      – Para el segundo incremento, la hora de ocurrencia se encuentra entre 1.5 y 3 LT. Muestra una clara dependencia estacional (y mucho menor con la actividad solar). Los picos posteriores a la medianoche ocurren más tarde en invierno que en verano.

      – De entre los parámetros a estudio, sólo la amplitud del primer pico muestra una dependencia clara con la actividad magnética. El origen de esta correlación es desconocido.

      – Los parámetros estudiados muestran dependencias geográficas fundamentalmente latitudinales (coordenadas geomagnéticas). No aparecen diferencias sustanciales entre ambos hemisferios. Ello hace pensar que las diferencias respecto de los resultados de otros autores en este punto son debidas a la diferentes metodologías empleadas.