El Planeta Azul: Tierra

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El campo magnético terrestre

Diagrama esquemático del interior de la Tierra. El núcleo externo es la fuente del campo magnético.

La Tierra posee un poderoso campo magnético, como si el planeta tuviera un enorme imán en su interior cuyo polo sur estuviera cerca del polo norte geográfico y viceversa. Aunque los polos magnéticos terrestres reciben el nombre de polo norte magnético (próximo al polo norte geográfico) y polo sur magnético (próximo al polo sur geográfico), su magnetismo real es el opuesto al que indican sus nombres.

Las posiciones de los polos magnéticos no son constantes y muestran notables cambios de año en año. Cada 960 años, las variaciones en el campo magnético de la Tierra incluyen el cambio en la dirección del campo provocado por el desplazamiento de los polos. El campo magnético de la Tierra tiene tendencia a trasladarse hacia el Oeste a razón de 19 a 24 km por año.

En el núcleo de nuestro planeta existe una bola de hierro sólido, a una temperatura aproximadamente igual de caliente a la superficie del sol. Los investigadores lo llaman el "núcleo interno". Realmente es un mundo en el interior de otro mundo. El núcleo interior tiene un tamaño del 70% de la luna. Gira con período propio, que es de 0,2º grados de longitud por año más rápido que el de la superficie de la Tierra, y cuenta con su propio océano: una capa muy profunda de hierro líquido conocido como el "núcleo externo".

El campo magnético de la Tierra se origina en este océano de hierro, el cual es un fluido conductor de la electricidad en constante movimiento. Descansando sobre el caliente núcleo interior, el núcleo externo líquido se agita furioso como el agua sobre una sartén al fuego. El núcleo exterior sufre también "huracanes" -- remolinos generados por las fuerzas de Coriolis producidas por la rotación terrestre. Estos complejos movimientos generan el magnetismo de nuestro planeta a través de un proceso llamado Efecto Dinamo.

Fuente:

NASA

AstroMía

Mas en inglés :

The Geodynamo

Magnetic Reversals and Moving Continents

Ionosfera. Características

Imagen de la NASA Ionosfera 4D

Una característica de la ionosfera es su capacidad para reflejar ondas de radio.

El instrumento más utilizado para medir la ionosfera es la ionosonda.

El ionosonda es esencialmente un radar de alta frecuencia que envía pulsos cortos de energía de radio en la ionosfera. Si la frecuencia de radio no es demasiado alta, los impulsos se reflejan de vuelta a la tierra.

El ionosonda registra el retardo de tiempo entre la transmisión y la recepción de los impulsos. Mediante la variación de la frecuencia de los impulsos (típicamente 1-22MHz), un registro se obtiene de la demora de tiempo a diferentes frecuencias. Este registro es referido como un ionograma.

UTN .Universidad Nacional Tecnólogica

Conocer el comportamiento de las características de la atmósfera superior y poder predecirlo mediante el uso de modelos teóricos y empíricos resulta de fundamental importancia para los sistemas que usan señales de radio, como los de comunicación en alta frecuencia, de detección y rastreo de satélites, de navegación por satélites, etc.

Esto llevó a que el Comité sobre Investigaciones Espaciales (Comitte on Space Research-COSPAR) y la Unión Internacional de Radio Ciencia (URSI), impulsaran la creación de un Grupo de trabajo internacional de científicos, para el desarrollo de un modelo que se denomina International Reference Ionosphere (IRI).

El director del CIASUR es miembro del Grupo de trabajo del IRI, por la Argentina. Varios de los trabajos científicos realizados por el Centro de la Facultad Regional Tucumán, fueron presentados en las reuniones científicas del IRI que se realizan anualmente en todo el mundo

Uno de los instrumentos más utilizados para realizar mediciones de las magnitudes de la alta atmósfera es el ionosonda. Básicamente, es un radar que envía pulsos electromagnéticos verticales, con frecuencias de entre 1 y 20 MHz, los que son reflejados en la atmósfera superior y regresan a tierra.

El ionosonda mide el intervalo de tiempo que transcurre entre la salida del pulso y la llegada del eco, y luego calcula la altura en donde se produjo la reflexión. Esta información es muy útil para los estudios científicos y las comunicaciones.

Durante el año 2007, en colaboración con el Instituto Nacional de Geofísica y Vulcanología de Roma, el CIASUR instaló un moderno ionosonda en los predios de nuestra Facultad, que opera las 24 horas diarias durante los 365 días del año. La información experimental obtenida con este instrumento se envía, vía Internet, a Roma y al Instituto de Predicciones Ionosféricas (IPS) de Australia.

Proveedores de datos para el mapa del mundo ionosférico foF2 (actualizado cada hora)

Los datos presentados en esta página se derivan de la interpretación automática de ionogramas de todo el mundo.

Aplicación

El mapa de arriba se puede usar como una guía para el apoyo NVIS frecuencia ionosférica y para generar predicciones en tiempo real de HF (por ejemplo, gráficos por hora HAP) para ayudar al comunicador de radio HF.

Una característica de la ionosfera es su capacidad para reflejar ondas de radio. Sin embargo, sólo las ondas de radio dentro de un cierto rango de frecuencia será reflejada y este rango varía con una serie de factores.

El ionosonda registra el retardo de tiempo entre la transmisión y la recepción de los impulsos. Mediante la variación de la frecuencia de los impulsos (típicamente 1-22MHz), un registro se obtiene de la demora de tiempo a diferentes frecuencias. Este registro es referido como un ionograma.

Las frecuencias transmitidas son dadas en MHz

Un megahercio (MHz) equivale a 10⁶ hercios (1 millón). Se utiliza muy frecuentemente como unidad de medida de la frecuencia de trabajo de un dispositivo de hardware, o bien como medida de ondas electromagnéticas en telecomunicaciones.

Leer mas aquí en el enlace:

http://www.ips.gov.au/HF_Systems/6/5

Capas de la atmósfera

La atmósfera protege la vida sobre la Tierra absorbiendo gran parte de la radiación solar ultravioleta en la capa de ozono.

Capas de la atmósfera

La troposfera llega hasta un límite superior (tropopausa) situado a 9 Km de altura en los polos y los 18 km en el ecuador. En ella se producen importantes movimientos verticales y horizontales de las masas de aire (vientos) y hay relativa abundancia de agua. Es la zona de las nubes y los fenómenos climáticos: lluvias, vientos, cambios de temperatura, ... y la capa de más interés para la ecología. La temperatura va disminuyendo conforme se va subiendo, hasta llegar a -70ºC en su límite superior.

La estratosfera comienza a partir de la tropopausa y llega hasta un límite superior (estratopausa), a 50 km de altitud. La temperatura cambia su tendencia y va aumentando hasta llegar a ser de alrededor de 0ºC en la estratopausa. Casi no hay movimiento en dirección vertical del aire, pero los vientos horizontales llegan a alcanzar frecuentemente los 200 km/h, lo que facilita el que cualquier sustancia que llega a la estratosfera se difunda por todo el globo con rapidez. Por ejemplo, esto es lo que ocurre con los CFC que destruyen el ozono. En esta parte de la atmósfera, entre los 30 y los 50 kilómetros, se encuentra el ozono, importante porque absorbe las dañinas radiaciones de onda corta.

La mesosfera, que se extiende entre los 50 y 80 km de altura, contiene sólo cerca del 0,1% de la masa total de laire. Es importante por la ionización y las reacciones químicas que ocurren en ella. La disminución de la temperatura combinada con la baja densidad del aire en la mesosfera determinan la formación de turbulencias y ondas atmosféricas que actúan a escalas espaciales y temporales muy grandes.
La mesosfera es la región donde las naves espaciales que vuelven a la Tierra empiezan a notar la estructura de los vientos de fondo, y no sólo el freno aerodinámico.

La ionosfera se extiende desde una altura de casi 80 km sobre la superficie terrestre hasta 640 km o más. A estas distancias, el aire está enrarecido en extremo. Cuando las partículas de la atmósfera experimentan una ionización por radiación ultravioleta, tienden a permanecer ionizadas debido a las mínimas colisiones que se producen entre los iones. La ionosfera tiene una gran influencia sobre la propagación de las señales de radio.
Una parte de la energía radiada por un transmisor hacia la ionosfera es absorbida por el aire ionizado y otra es refractada, o desviada, de nuevo hacia la superficie de la Tierra. Este último efecto permite la recepción de señales de radio a distancias mucho mayores de lo que sería posible con ondas que viajan por la superficie terrestre.

La región que hay más allá de la ionosfera recibe el nombre de exosfera y se extiende hasta los 9.600 km, lo que constituye el límite exterior de la atmósfera. Más allá se extiende la magnetosfera, espacio situado alrededor de la Tierra en el cual, el campo magnético del planeta domina sobre el campo magnético del medio interplanetario.

La ionosfera tiene una gran influencia sobre la propagación de las señales de radio y también tiene un gran impacto sobre la recepción del GPS (Global Positioning System o Sistema de Posicionamiento Global, por este motivo es muy importante estudiar las variaciones de la ionosfera en tiempo real.
Antes de que una señal de satélite GPS llegue a la tierra, tiene que atravesar primero los gases de la ionosfera que reflejan y atenúan las ondas de radio. Las tormentas solares y geomagnéticas que perturban la ionosfera pueden provocar errores de posición de hasta 100 metros en el GPS.