Predicción del contenido electrónico ionosférico vertical sobre una estación de latitud media norte durante un mínimo solar profundo

Abstract

La ionósfera es la parte de la atmósfera superior que contiene ionización suficiente como para afectar la propagación de las señales de radio que por ella viajan. La ionización presente en esta zona atmosférica es producida principalmente por radiación ultravioleta y rayos X solares, de manera que la actividad solar controla el comportamiento de la ionósfera. Para los sistemas que usan señales de radio, es de vital importancia conocer y poder predecir el comportamiento de esta capa atmosférica utilizando modelos ionosféricos. Una de las magnitudes ionosféricas de particular interés es el contenido electrónico ionosférico vertical (VTEC), por su influencia en las señales transionosféricas. En este trabajo, utilizando mediciones del VTEC obtenidas con señales de satélites GPS en Boulder (40°N, 254.7°E), se analiza la validez de dos modelos en la predicción de esa magnitud ionosférica para los años 2008 y 2009, época en que se produjo un mínimo profundo en la actividad solar. Uno de esos modelos es la Ionosfera Internacional de Referencia (International Reference Ionosphere ? IRI) y el otro es un modelo llamado NeQuick. Aún cuando con este último modelo se puede calcular el VTEC hasta la altura de los satélites, para poder comparar con el IRI, el cálculo realizado con el NeQuick fue hasta los 2000 km de altura. Dado que las mediciones con GPS da el VTEC hasta la altura de los satélites GPS (aproximadamente 20.200 km), se espera que los valores medidos sean mayores que los modelados. La diferencia entre ambos valores estaría dada por el contenido electrónico plasmasférico. Los resultados muestran que ambos modelos dan predicciones casi coincidentes, menores que las mediciones obtenidas con señales GPS en una cantidad similar al contenido plasmasférico, lo que es un resultado esperado. Además, los valores modelados siguen muy bien la variación del VTEC con las horas del día. La excepción la constituye Diciembre en horas de máxima ionización, en donde se ve que los modelos sobrestiman el VTEC ionosférico. Esto sugiere que, en general, ambos modelos pueden ser considerados como buenos predictores del VTEC ionosférico en latitudes medias Norte para el mínimo solar profundo ocurrido en 2008 y 2009. Dado que estudios previos que consideraron el mismo mínimo solar profundo y baja latitud, mostraron fuertes desviaciones entre mediciones y predicciones, los resultados obtenidos indican que el desempeño de los modelos depende de la zona geográfica que se considere, siendo peor para bajas latitudes.