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Eletrodinâmica Planetária: os desafios da Ciência Espacial no cotidiano
Odim Mendes Junior
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
 
Dr. Odim Mendes Jr., Doutorado 1992, DGE/INPE, Física Dra. Margarete Oliveira Domingues, Doutorado 2000, LAC/INPE, Matemática Aplicada Dra. Aracy Mendes da Costa, Doutorado 1990, CNPq-DGE/INPE, Geofísica Espacial Dr. Reinaldo Roberto Rosa, Doutorado 1994, LAC/INPE, Computação Científica Resumo: No Brasil, ao lado das ciências tradicionais, de importância indiscutível, existem também as Ciências Espaciais com seu aspecto inovador, que dizem respeito tanto às necessidades mais imediatas quanto às de longo prazo. Novos conceitos surgem e, assim, precisam ficar a disposição do conhecimento e apropriação por pesquisadores, professores e, de alguma forma, da sociedade. Como contexto, o recém cunhado termo de espaço de ocupação humana deve ser entendido como toda região que a humanidade tem presença definida ou já começa a cogitar ter interação direta. Esse espaço é constituído de radiações eletromagnéticas, partículas cósmicas ou matéria em um dos estados físicos, principalmente, gases - neutros ou ionizados - e plasmas. Fenômenos eletrodinâmicos e/ou de acoplamentos eletrodinâmicos ocorrem, por exemplo, no espaço próximo à Terra, definindo um Ambiente Espacial, que está sujeito a um tempo e um clima espaciais. O clima diz respeito a ciclos supostos de ocorrências neste ambiente, enquanto o tempo refere-se à descrição de eventos ou transientes. Esse ambiente diz respeito, primariamente, aos efeitos do Sol na Terra. Sendo permeado ou propício a campos elétricos, correntes elétricas e campos magnéticos, e não sendo nem homogêneo nem estático, esse ambiente estrutura inúmeros processos físicos e químicos, que têm sérias implicações sobre as atividades humanas (equipamentos, serviços e segurança) e mesmo sobre a própria vida em geral, tanto no espaço quanto na superfície da Terra. A Atividade Modelagem de fenômenos eletrodinâmicos, da MAGHEL/CEA/INPE, desenvolve análise numéricas e modelagens de processos físicos desse acoplamento eletrodinâmico planetário, por exemplo, processos associados às tempestades geomagnéticas e aos efeitos da Anomalia Magnética do Atlântico Sul. O propósito é entender a morfologia e a evolução de sistemas complexos de correntes elétricas em torno da atmosfera da Terra, que requer uma Eletrodinâmica Planetária bem desenvolvida, para lidar com os desafios da Ciência Espacial afetando o cotidiano humano na superfície. Justificativa: O desenvolvimento robusto da Eletrodinâmica Planetária, área emergente importante das Ciências Espaciais, requer, para a condução das pesquisas, o envolvimento de especialistas de áreas distintas em um trabalho interdisciplinar. Há a necessidade de identificar o fenômeno físico, desenvolver o formalismo físico-matemático, definir a melhor metodologia de matemática aplicada e implementar recursos computacionais mais robustos de uma forma integrada, para assegurar a solução dos problemas relevantes e que não se mostram nada triviais para abordagens estanques. A metodologia atual envolve a utilização da técnica de análise por "wavelets" e de ferramentas para o entendimento de processos não lineares, visando permitir modelagens dos fenômenos de acoplamento. Bibliografia: Domingues, M. O.; Mendes, O. Jr.; Mendes da Costa, A. On wavelet techniques in atmospheric sciences. Advances in Space Research, 35:831-842, 2005. Hastings, D.; Garret, H. Spacecraft-environment interactions. Cambridge, Cambridge University Press, 2004. Kivelson, M. G.; Russel, C. T. Introduction to Space Physics. Cambridge, Cambridge University Press, 1995. Mendes, O. Jr.; Domingues, M. O.; Mendes da Costa, A.; Clúa de Gonzalez, A. L. Wavelet analysis applied to magnetograms: singularity detections related to geomagnetic storms. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 67:1827-1836, 2005. Mendes, O. Jr.; Mendes da Costa, A.; Domingues, M. O. Introduction to planetary electrodynamics: a view of electric fields, currents and related magnetic fields. Advances in Space Research, 35:812-828, 2005. Mendes da Costa, A.; Mendes, O. Jr. Anomalia Magnética do Atlântico Sul e a radiação cósmica sobre a costa do Brasil. Scientific American Brasil, Ano 2, 23: 20-29, abril 2004. Pap, J. M.; Fox, P. Solar variability and its effects on climate. Florida, American Geophysical Union, 2004.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006