IONOSFERA

Autor: GARCIA FERNANDEZ MIQUEL.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: FACULTAT DE MATEMÀTIQUES I ESTADÍSTICA .
Centro de realización: MATAMATICA APLICADA IV.

Resumen: La tesi proposa una sèrie d’algoritmes destinats a obtenir informació del contingut d’electrons lliures presents a la ionosfera. El tipus de dades que s’utilitzaran seran bàsicament les corresponents a receptors de dades del sistema de posicionament global GPS. En aquest context, la tesi proposa dos aproximacions al problema: 1. L’ús de dades de receptors de terra GPS combinades amb dades de ionosondes (que permeten obtenir perfils verticals del contingut d’electrons lliures de la ionosfera). Els receptors GPS donen una mesura del contingut total d’electrons en la línia de visió (i.e. integral de la densitat electrònica a través de la línia de visió o Contingut Total Electrònic Oblicu). Ara bé, el problema de les dades GPS de receptors de terra radica en el fet que són observacions bàsicament verticals i això provoca correlacions entre cel·les situades a la mateixa vertical, per tant no es possible descomposar aquesta integral de la densitat electrònica en les distintes parts que la formen. Per tant és necessari introduir un tipus de data addicional que pugui ajudar a desfer aquestes correlacions. Diversos autors proposen l’ús de models físics o dades complementaries a les dades de receptors GPS de terra, per exemple amb dades de receptors GPS embarcats en satèl·lits d’òrbita baixa (Low Earth Orbiters o LEO), associades a línies de visió horitzontal. En aquest treball es proposa l’ús de perfils verticals de densitat electrònica obtinguts a partir de dades de ionosonda. Els resultats obtinguts en aquest treball mostren que és possible expandir en longitud/latitud la resolució vertical que ofereixen els perfils verticals obtinguts a partir de ionosondes, amb discrepàncies similars a altres tècniques de sondeig ionosfèric. 2. Nova implementació de l’algoritme d’inversió d’Abel. La inversió d’Abel és una eina que permet obtenir perfils verticals de densitat electrònica a partir de dades GPS de receptors embarcats en LEOs. Per que sigui aplicable, aquesta tècnica pressuposa dues hipòtesis. La primera és que la densitat electrònica depèn només de l’altura (hipòtesis de simetria esfèrica), el qual implica una clara limitació, especialment en zones on la variabilitat horitzontal de la densitat electrònica és alta (per exemple en zones properes a l’anomalia equatorial o durant tempestes ionosfèriques). La segona és assumir que el contingut electrònic per sobre del LEO és negligible, el qual és menys cert a mesura que el LEO té una òrbita més baixa (com és el cas del satèl·lit CHAMP, el qual té una òrbita propera al màxim d’electrons lliures de la ionosfera). L’algoritme proposat en aquesta tesi proposa un apropament que permet la superació de la hipòtesi de simetria esfèrica mitjançant l’ús de dades ionosfèriques que descriuen la variabilitat horitzontal de la densitat electrònica. Per tal de tenir en compte el contingut electrònic per sobre del LEO, s’introdueix una variable extra a l’algoritme, permetent així la seva estimació. Per validar la tècnica, s’han processat distints conjunts de dades corresponents a distints LEOs i èpoques. Les comparacions amb ionosondes confirmen una millora superior al 30% respecte a la clàssica aproximació que assumeix simetria esfèrica.

Autor: MARÍN SANTOS DIEGO.
Año: 2002.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FÍSICA.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS (UCM).

Resumen: En este trabajo se estudian los cambios o tendencias a largo-plazo que puden 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.

Autor: MIRO AMARANTE M. GLORIA.
Año: 2000.
Universidad: COMPLUTENSE DE MADRID.
Centro de lectura: FISICA.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS.

Resumen: El principal objetivo de la Tesis, es caracterizar el canal ionosférico en una transmisión HF punto a punto, entre el INTA El Arenosillo(37.1N,353.2E) en Huelva, y el Observatorio del Ebro (40.8N,0,5E) en Tarragona. De este modo, para describir la trayectoria de la señal desde el transmisor al receptor, se determinan la frecuencia de operación, el ángulo de elevación, la altura del punto de reflexión (apogeo), la máxima frecuencia utilizable(MUF) y el tiempo de retardo, bajo cualquier condición ionosférica(horaria, estacional y de actividad solar). Estos parámetros se obtienen mediante técnicas de trazado de rayos que consideran la Ionosfera dividida en pequeñas capas de densidad electrónica constante y calculan el camino de la señal, a través de sucesivas refracciones. Por tanto, la información que establece la condición ionosférica en el momento de la transmisión, viene dada por los perfiles de densidad electrónica. Estos perfiles se calculan a partir de modelos como el IRI(Internacional Reference Ionosphere) o el DGR(Di Giovanni-Radicella model), o directamente, desde los datos experimentales que miden las digisondas disponibles en los dos observatorios. Considerando en primer lugar,las medidas experimentales relativas a El Arenosillo y al Ebro, se estudia la influencia en los parámetros de propagación:ángulos, alturas de apogeo, tiempos de retardo, etc, de las variaciones que experimenta la Ionosfera con las horas de día, las estaciones del año y la actividad solar, introduciendo en las técnicas de trazado de rayos, los perfiles medios mensuales para cada hora, de Enero, Abril, Julio y Octubre, de 1995(actividad solar baja) y 1998(actividad solar media-alta). Este estudio se complementa también, con dos meses de elevada actividad solar: Octubre de 1999 y Enero de 2000. Además, se comparan los resultados de esta caracterización, que considera perfiles ionosféricos medidos en ambos extremos del canal, con situaciones que sólo permiten disponer de: -Perfiles experimentales en un extremo: El Arenosillo o Ebro. -Dos parámetros experimentales: foF2 y M(3000)F2, para el cálculo del perfil con el modelo IRI. Las situaciones extremas que se producen en la comunicación, cuando las condiciones ionosféricas se alejan significativamente del comportamiento medio, también se contemplan en la Tesis, para comprobar las diferencias que presentan los distintos parámetros de propagación en estos periodos, y reflejar, de algún modo, el error cometido al caracterizar el canal mediante perfiles medios mensuales.

Autor: PIJOAN VIDAL JOAN LLUIS.
Año: 1999.
Universidad: RAMON LLULL.
Centro de lectura: INGENIERIA ELECTRONICA E.
Centro de realización: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIERIA E INFORMATICA L ASALLE.

Resumen: Tradicionalmente, la ionosfera ha sido utilizada para transmisiones analogicas de voz y codigo morse. Con informaciones digitales, las modulaciones utilizadas son poco robustas y no sacan provecho del multicamino producido por los multiples rebotes. El objetivo de este trabajo es el desarrollo de algoritmos que hacen de la ionosfera un canal de comunicaciones digitales a larga distancia. Por eso se aplicara la modulacion en espectro ensanchado, ampliamente utilizada en las comunicaciones moviles de esta ultima decada y en los futuros servicios de telecomunicacion, ya que es una herramienta muy capaz de luchar contra un canal ruidoso, con multicamino e interferencias de banda estrecha como es el canal ionosferico. La tesis, en principio, esta dividida en dos partes: en primer lugar, se aplicaran los algoritmos ciegos mas recientes de estimacion de canal y deteccion multiusuario al canal ionosferico i se evidenciaran sus carencias por el hecho de trabajar en un canal poco ancho de banda de coherencia. A continuacion, se desarollaran nuevos algoritmos que mejoraran los anteriores, bien en coste computacional. Las pruebas, a parte de simularse previamente, se llevaran a cabo sobre el enlace digital establecido entre el INTA (Instituto Nacional de Tecnologia Aerospacial) en Huelva y la Escuela de Ingenieria La Salle en Barcelona. Este enlace se ha podido implementar gracias a la aprobacion del proyecto CICYT TIC97-0787-C02, donde se enmarca gran parte de la riqueza de esta tesis. En este proyecto colaboran ademas la Escuela Superior de la Rabida (Universidad de Huelva) y el Observatorio del Ebro.

Autor: ALMENARA PELLEJERO EDUARDO.
Año: 1978.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: CIENCIAS .
Centro de realización: DEPARTAMENTO DE FISICA FUNDAMENTAL. FACULTAD DE CIENCIAS. UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA .

Resumen: SE HA ELABORADO UN MODELO QUE PERMITE ESTUDIAR EL MUESTREO SUPERSONICO DEL PLASMA QUIMICAMENTE ACTIVO DE LA REGION D DE NUESTRA IONOSFERA. EL MODELO RESUELVE SIMULTANEAMENTE LAS ECUACIONES DE NAVIER-STOKES PARA EL FLUJO DEL GAS NEUTRO POISSON PARA LA DISTRIBUCION DE POTENCIAL Y LAS DE CONSERVACION PARA CADA ESPECIE IONICA. SE HA ESTUDIADO LA ESTRUCTURA DE LA ONDA DE CHOQUE DEL GAS NEUTRO DE LOS IONES OXONIO H+(H2O)N Y DE LOS AGLOMERADOS DEL ION OXIDO NITRICO NO+N2 NO+CO2 Y NO+H2O EN FUNCION DEL NUMERO DE MACH POTENCIAL DE EXTRACCION CONSTANTE DE VARNEY Y GEOMETRIA EXTERNA DEL ELECTRODO EXTRACTOR. ESTE TRABAJO CONTRIBUYE A LA CORRECCION DE LAS MEDIDAS POR ESPECTROMETRIA DE MASAS DE LOS PROCESOS EN LA ONDA DE CHOQUE

Autor: ALBERCA SILVA LUIS FELIPE.
Año: 1976.
Universidad: BARCELONA.
Centro de lectura: FISICA.
Centro de realización: OBSERVATORIO DE EL EBRO.

Resumen: MEDIANTE UN MODELO EXPERIMENTAL DE ATMOSFERA NEUTRA SE DEDUCE UN METODO PARA HALLAR LA VELOCIDAD DE PRODUCCION DE ELECTRONES INTEGRADA RESPECTO A LA ALTURA DE LA IONOSFERA CORRESPONDIENTE A UN ANGULO ZENITAL DEL SOL DE 90O (Q90) A PARTIR DE DATOS DEL CONTENIDO TOTAL DE ELECTRONES DE LA IONOSFERA (C.T.E.). EL METODO SE APLICA A LOS DATOS DEL C.T.E. OBTENIDOS EN EL OBSERVATORIO DEL EBRO PARA HALLAR VALORES DIARIOS DE Q90 DURANTE EL PERIODO AGOSTO 1973-JULIO 1974 Y SE DISCUTEN LOS RESULTADOS