Líneas de investigación en Aeronomía de los distintos grupos de RAPEAS:

 

Grupo de Investigación GESA (Geodesia Espacial y Aeronomía) de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (FCAG) de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP):

Modelo Ionosférico de La Plata (LPIM):

LPIM es un modelo global para describir la variabilidad espacio-temporal de la densidad de electrones libres en la ionosfera (Fig. 1). Su desarrollo ha insumido más de 20 años de trabajos continuos y su proyección al futuro es aún ilimitada.


 

                                               





                         Figura 1. Distribución global del Contenido Vertical Total de Electrones y distribución vertical de la densidad de electrones en la región
                         de la Anomalía Ecuatorial calculados con LPIM.

Instrumentos:

A través de la cooperación con científicos de Estados Unidos, GESA ha instalado y opera un sondador ionosférico en La Plata (Buenos Aires), que permite caracterizar la variabilidad

ionosférica a diferentes alturas; y un radar de meteoros en Río Grande (Tierra del Fuego), que permite caracterizar el flujo de meteoros que ingresan en la atmósfera.

Proyecto AIRES:

GESA es el principal grupo científico de la Argentina involucrado en el proyecto AIRES (Argentina Ionosphere Radar Experiment Station). Su objetivo es instalar y operar un Radar de Dispersión Incoherente en el punto conjugado magnético del Observatorio de Arecibo, localizado en las cercanías de La Plata (Fig. 6). AIRES cuenta con los apoyos de la Fundación Nacional de Ciencias de EEUU y del CONICET de la Argentina. AIRES será uno de los pocos radares de dispersión incoherente instalado en el hemisferio sur.

Instituto de Ciencias Astronómicas, de la Tierra y del Espacio (ICATE)-CONICET-UNSJ:

La temática de los proyectos de investigación del ICATE, responde, en general, a los siguientes aspectos de la ionosfera: (1) Climatología y meteorología ionosférica, (2) Modelado ionosférico, (3) Acoplamiento de la ionosfera con la troposfera y la magnetosfera.

Climatología ionosférica:

Se estudia las condiciones medias de los principales parámetros ionosféricos que definen el comportamiento de la ionosfera tales como la densidad electrónica y el contenido electrónico total. Se estudian las variaciones temporales (en función de la hora del día, estaciones del año y de la actividad solar) y espaciales (posición geográfica) de las diferentes variables ionosféricas.

En general, “el clima ionosférico” ha sido más ampliamente estudiado, particularmente a latitudes medias, aunque aún son necesarios esfuerzos para caracterizar más adecuadamente la ionosfera en regiones de baja y alta latitud.

Meteorología ionosférica:

Las variaciones de la actividad solar y de las emisiones de plasma desde el sol provocan cambios dramáticos en el ambiente espacial que circunda la tierra. Estos cambios forman parte del “space weather” o “meteorología espacial”.

Desde el punto de vista de la meteorología espacial y de sus efectos sobre las actividades humanas, los fenómenos meteorológicos ionosféricos más importantes son aquéllos que apartan a la ionosfera de manera significativa de sus condiciones medias o climáticas. Ejemplos de dichos fenómenos son las perturbaciones ionosféricas súbitas (SID), las tormentas ionosféricas, centelleo ionosférico, spread F, entre otros.

El conocimiento de las variaciones de tipo meteorológico no está lo suficientemente desarrollado, lo cual hace necesario analizar más profundamente los procesos físicos y químicos que ocurren en el laboratorio natural representado por la atmosfera superior de la tierra, bajo la acción constante de la radiación solar.

La ionosfera en la Argentina se encuentra bajos los efectos de las anomalías ecuatorial y del Atlántico Sur, que introducen una gran complejidad y variabilidad en la meteorología ionosférica de la región. De ahí la importancia de su estudio.

Desde el punto de vista tecnológico  el país requiere dotarse de sistemas avanzados de navegación satelital para optimizar la gestión del tránsito aéreo, marítimo y terrestre. Dichos sistemas deberán estar en condiciones de corregir los efectos ionosféricos sobre los mismos, para lo cual se hace necesario conocer detalladamente el comportamiento ionosférico.

Modelado ionosférico:

El modelado ionosférico constituye actualmente un capítulo muy importante en el estudio de la ionosfera.

En la actualidad la mayoría de los modelos ionosféricos pueden reproducir con cierta precisión las características del clima ionosférico representado por las variaciones diurnas, estacionales y con la actividad solar en una lugar o región dados. Sin embargo, por lo mencionado en la sección anterior, ningún modelo es capaz de reproducir las variaciones de carácter meteorológico de la ionosfera.

Los modelos ionosféricos pueden dividirse en : modelos teóricos, modelos empíricos o semi-empíricos , tales como el de la Ionosfera Internacional de Referencia (IRI)  y en “perfiladores analíticos”, tales como el NeQuick.

Los dos modelos mencionados como ejemplos, continuamente se actualizan en reuniones periódicas  teniendo en cuenta evidencias experimentales. En mi carácter de miembro por Argentina del Grupo Internacional de trabajo del modelo IRI, tenemos la oportunidad de interactuar continuamnete con colegas de otras partes del globo  y de trabajar en colaboración con los mismos.

Acoplamiento magnetosfera-ionosfera-troposfera y su impacto en la variabilidad ionosférica:

El interés en la variabilidad temporal espacial ha aumentado en los últimos años en la medida que los sistemas de de comunicación se han hecho más sensibles. Las fuentes posibles de variabilidad  ionosférica pueden redicirse a 3 categorías: solar, meteorologíca y geomagnética. Sin embargo, hay evidencias cada vez mayores del acoplamiento de la ionosfera con regiones que se encuentran por debajo (troposfera) y por encima (magnetosfera) de ella. A latitudes medias, la influencia de procesos que vienen de la atmosfera inferior, dan como resultado oscilaciones cuyos períodos oscilan de horas a minutos y hasta segundos. Las ondas de gravedad juegan un rol muy importante en la atmosfera superior y tienen distinto origen. Las de origen meteorológico, que provienen fundamentalmente de la troposfera, son originadas por fenómenos meteorológicos tales como frentes fríos, huracanes, tornados, ciclones, el flujo de la topografía (ondas de montaña), entre otros.

El objetivo en este campo es promover y fortalecer la investigación y desarrollo tecnológicos orientados al estudio de las relaciones magnetosfera-ionosfera-troposfera, propender a la formación de recursos humanos para impulsar la tecnología en esta área en colaboración con distintos grupos del exterior y mejorar el provechamiento de las facilidades instrumentales existentes en la Argentina (sondadores ionosféricos, receptores GPS, magnetómetros, etc) y a  instalarse en el futuro (dos sistemas HF Doppler de origen Checo).

Un proyecto bilateral con la Republica Checa está en marcha para cumplir con los objetivos planteados, proyecto que hará uso de datos experimentales pasados, presentes y mediciones futuras planeadas obtenidos con diferentes técnicas, como así también datos de redes atmosféricas/meteorológicas y de centros mundiales.

Laboratorio de Telecomunicaciones del Departamento de Electricidad, Electrónica y Computación,  de la FACET-UNT:

Las principales áreas temáticas de investigación de este  Laboratorio son:

- Análisis de ocurrencia de esparcimiento ionosférico (spread F) en baja latitud.

- Procesamiento de señales para detección de ecos de radares geofísicos.

- Estudios de radiopropagación en medios ionizados para aplicaciones de radares OTH.

- Detección y localización de descargas atmosféricas

- Modelado de arreglos de antenas para radares de dispersión incoherente.

Dirige y participa de proyectos de investigación:

Proyectos Nacionales vigentes:

  • “Estudio y Modelado de Magnitudes Ionosféricas para Sistemas de Comunicaciones y Navegación Satelital”. 26/E408. CIUNT, UNT. (2008-2012). Director: M. A. Cabrera.
  • “Red Argentina para el Estudio de la Atmósfera Superior (RAPEAS). CONICET, Res: 2339/2011. (2011-2013).
  • “Investigación aplicada de la media y alta atmósfera terrestre como una contribución a las comunicaciones y navegación satelital, y al cambio climático.” FONCYT, (2011-2014). Director: M. A. Cabrera.
  • “Desarrollo de un prototipo de Sondador Ionosférico Digital Argentino”. Subsecretaría de Investigación y Desarrollo Tecnológico. M.D.R.A. (2012-2014). Director: M. A. Cabrera

Proyectos Bilaterales vigentes y Cooperación Internacional:

“Magnetosphre - ionosphere-troposphere coupling and its impact on ionospheric variability”, Institute of Atmospheric Physics, República Checa, Directores: Marta Mosert (CONICET) y Dalia Buresova (UFA-Rep. Checa) (2012-2014). Objetivo: Instalación de sistemas de medición Doppler en banda de HF para medición de perturbaciones ionosféricas.

 

Grupo del Departamento de Física de la FACET-UNT, integrado por Ana G. Elias, Marta Zossi de Artigas, Gustavo A. Mansilla y Blas de Haro Barbas:

Se estudia la “Variabilidad y tendencias en la atmósfera media y alta”. Determinación de variaciones a largo plazo en parámetros de la atmósfera media y superior como resultado de causas naturales. Los parámetros atmosféricos que se estudian son fundamentalmente parámetros ionosféricos y estratosféricos; y las causas naturales que se consideran son: variación secular del campo magnético terrestre,  actividad geomagnética y actividad solar. El propósito fundamental de este estudio es el de contribuir al tema del Cambio Climátio, entendiendo la expresión cambio climático como la entiende el IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change): “cualquier cambio del clima a lo largo del tiempo, ya sea debido a la variabilidad natural o como consecuencia de la actividad humana.”

            Se pretende resolver las inconsistencias, reducir las incertezas, y lograr un entendimiento más profundo del cambio climático.

            Dos temas específicos en los cuales estamos trabajando son:

- Tendencias que se observan en las regiones de baja latitud y región ecuatorial, donde la situación es bastante más compleja debido al fenómeno de la anomalía ecuatorial, y al desplazamiento secular del ecuador magnético.

- Análisis estadístico y teórico del efecto de variaciones seculares en el campo magnético terrestre sobre la conductividad en la ionosfera y las corrientes ionosféricas de la capa E.

También se está trabajando en:

- Análisis de la asociación entre parámetros estratosféricos (temperatura, contenido de ozono, vientos) y la actividad solar y geomagnética con el objeto de determinar el acoplamiento entres esta capa y las regiones atmosféricas inferiores (troposfera) y superiores (ionosfera, termosfera) a través del efecto sobre ellas de la actividad solar y geomagnética.

 - Estudio de la asociación de parámetros de actividad geomagnética y actividad solar con la QBO del viento estratosférico zonal a través de experimentos estadísticos y del análisis de posibles causas físicas.

División Radiopropagación - Dirección de Investigación de la Armada (DIIV):

Las líneas troncales de desarrollo son:

  • Propagación de ondas electromagnéticas.
  • Medición e interpretación de parámetros ionosféricos .
  • Dispersión de ondas electromagnéticas.

Es el único organismo nacional que produce predicciones ionosféricas, teniendo como usuarios directos a las Fuerzas Armadas y de Seguridad, organismos oficiales  y empresas privadas.

La División cuenta con la capacidad de realizar  mediciones de intensidad de campo desde la banda de  VLF hasta SHF  y de realizar estudios de compatibilidad electromagnética.

Para dichas mediciones se cuenta con medidores de intensidad de campo eléctrico, analizadores de espectro y antenas calibradas desde VLF hasta SHF.