Glosario

Absorción

Es el proceso en el cual la radiación electromagnética incidente es captada por los átomos de un medio. Por ejemplo, la pérdida de energía experimentada en transmisiones de onda corta es un efecto de la absorción de estas ondas por parte de la ionosfera, principalmente por la llamada región D.

ACE (Advanced Composition Explorer) 

Satélite espacial de la NASA que tiene como propósito recolectar y analizar partículas del viento solar y también partículas de origen galáctico [Stone et al 1998].

Aerosoles Atmosféricos

Son partículas tanto sólidas como líquidas, de tamaño menor a 100 micrómetros, que se encuentran suspendidas en el aire. Los aerosoles tienen origen en fuentes naturales como tormentas de arena y erupciones volcánicas o fuentes antropogénicas como emisiones industriales y vehiculares. Su influencia significativa en el clima aparece al modificar la radiación solar, alterar las propiedades de las nubes y pueden llegar a afectar el campo eléctrico atmosférico.

Altitud

Es la distancia vertical medida a partir de un origen de referencia localizado al nivel del mar. La altitud es considerada positiva cuando el punto a medir se encuentra localizado por encima del nivel del mar. Por ejemplo, el vuelo de un avión tiene una altitud positiva, mientras que un submarino sumergido tiene una altitud negativa.

Angstrom (Å)

Unidad de longitud utilizada para especificar longitudes de onda y distancias atómicas. Por definición. 1 Å = 10-10 m.

Atmósfera terrestre

Es una capa gaseosa que cubre la superficie de la Tierra y es mantenida en torno de ella por acción de la gravedad. Está compuesta por un 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno, 0.93% de argón, 0.038% de dióxido de carbono y otros gases en menor escala. Esta capa es esencial para la vida porque nos protege de los rayos ultravioletas emitidos por el Sol y porque es responsable de evitar saltos bruscos de temperatura entre la noche y el día, evitando que haya una gran variación entre mínima y máxima, fenómeno que es llamado de amplitud térmica.  

Atmósfera del Sol

Capas que conforman la estructura más externa del Sol. Son conocidas como la fotosfera, cromosfera, región de transición y corona.

Atmósfera Neutra

Es la región de la atmósfera donde solamente las partículas neutras son consideradas importantes.

Átomo

Es la unidad básica fundamental que compone cualquier elemento de la tabla periódica. La descripción clásica de su estructura lo considera formado por un núcleo central de carga eléctrica positiva, compuesto de protones y neutrones, que está rodeado por una nube de electrones de carga negativa. En un átomo los electrones están ligados al núcleo por la fuerza electromagnética. El átomo de hidrógeno que es el elemento más abundante del universo está compuesto de un protón y un electrón.

Baja(s) Latitud(es)

Es la denominación que reciben las regiones geográficas que se encuentran entre los trópicos y donde los efectos sobre la magnetosfera terrestre causados por tormentas geomagnéticas  son considerados menos severos. 

Campo Eléctrico Atmosférico

Es una región en la atmósfera donde existe una fuerza eléctrica, generada por una variedad de procesos atmosféricos y fenómenos espaciales. Estos incluyen la generación de cargas eléctricas en tormentas eléctricas, su interacción con la superficie de la Tierra y la Ionosfera. Influenciado por factores como tormentas, contaminación atmosférica, cambios en la concentración de aerosoles y partículas, así como por la radiactividad natural y los rayos cósmicos, lo que facilita el flujo de corriente eléctrica en el circuito global.

Capa de ozono

Es una capa tenue formada por moléculas de ozono que se encuentran dispersas entre la troposfera y estratosfera, abarcando el volumen comprendido entre las altitudes de 15 a 50 km. La capa de ozono es importante porque actúa como escudo protector para absorber parte de la radiación electromagnética proveniente del Sol, especialmente la región del espectro ultravioleta denominada UV-B, que tiene efectos perjudiciales sobre la salud y la vida de los seres humanos y otros seres vivos.

Carga Eléctrica

Es una propiedad fundamental de algunas partículas como electrones y protones que les permite ejercer fuerza de atracción y repulsión sobre otras partículas cargadas. En la atmósfera, la redistribución y separación de cargas positivas y negativas  están asociados a la formación de fenómenos físicos como campos eléctricos y rayos, influenciados por condiciones ambientales y meteorológicas.

Centelleo 

Es la variación rápida en el brillo de un objeto luminoso distante visto a través de un medio, generalmente la atmósfera terrestre. Si el objeto se encuentra fuera de la atmósfera terrestre, como las estrellas y los planetas, el fenómeno se denomina centelleo astronómico.

Centelleo ionosférico

El centelleo ionosférico es la variación rápida en fase y amplitud de las ondas de radio que atraviesan  la ionosfera. Es causado por inhomogeneidades con tamaños entre decenas de metros hasta kilómetros. Este efecto ocurre a lo largo del camino de la señal  y es el resultado de la interferencia con ondas refractadas y/o difractadas. En condiciones severas, el centelleo impide que se capte la señal en un receptor GPS, anulando la determinación de posición. En condiciones menos severas, el centelleo puede reducir la precisión de los cálculos. Para mapear el centelleo se utilizan índices que miden la amplitud (S4) y la fase del centelleo (sigma-phi) .

Circuito Eléctrico Global

Es un sistema cerrado de corrientes, de naturaleza dinámica y a escala global, que es impulsado por la constante interacción de las tormentas eléctricas con la ionosfera y la Tierra. Las tormentas eléctricas funcionan como generadoras continuas de electricidad desempeñando el papel de baterías del circuito y conduciendo la electricidad desde la superficie de la Tierra hacia la ionosfera y también en sentido inverso.

Condensación

Proceso físico de la materia por el cual un estado gaseoso se transforma en un estado líquido. Este proceso depende del balance de temperatura y presión. En meteorología, condensación se refiere al vapor de agua de las nubes que se transforma en rocío, escarcha o nieve. La condensación en la atmósfera ocurre por uno de los siguientes procesos: el vapor de agua en la nube se enfría hasta el punto de rocío a la presión correspondiente o la nube va agregando vapor de agua suficiente para llevar la mezcla al punto de saturación donde a humedad relativa se eleva al 100 por ciento.

Contenido total de electrones (TEC)

Es el número total de electrones presente entre dos puntos, que pueden ser por ejemplo un transmisor y un receptor de radio. Cuanto más variaciones en la cantidad de electrones haya en este camino, la señal se verá más afectada. Por otro lado, el TEC es un buen parámetro para monitorear los posibles impactos del clima espacial sobre las comunicaciones entre la  Tierra y el espacio y  la navegación satelital . Sus unidades son electrones/m². Por convención, 1 unidad de TEC es: 1 UTEC = 1016 electrones/m². 

Corriente eléctrica (I)

La corriente eléctrica se genera por el flujo de partículas cargadas, como protones, electrones e iones, que se desplazan a través de un medio conductor. La intensidad de corriente eléctrica (I) representa la cantidad de carga que pasa por un punto en un conductor por unidad de tiempo. Por ejemplo, en la atmósfera, la corriente eléctrica se manifiesta entre nubes durante tormentas eléctricas, o entre la Tierra y la ionosfera  especialmente durante periodos  buen tiempo (generalmente sin tormentas).

Densidad de corriente (J)

La  densidad corriente eléctrica representa la cantidad de corriente que fluye a través de una unidad área en la sección transversal de un conductor. 

Descarga eléctrica 

Una descarga eléctrica en una tormenta eléctrica, como un rayo, ocurre cuando hay una acumulación de carga eléctrica en las nubes. Cuando esta carga se vuelve muy intensa, se busca un camino para liberarse. Esto puede suceder entre las nubes o entre una nube y el suelo.

Digisonda

Es un dispositivo de radio-sondaje usado para mapear las variaciones de densidad electrónica de las capas E y F de la ionosfera. Este equipo emite un barrido de frecuencias, normalmente en el rango de 0,1 a 30 MHz y utiliza una antena transmisora y cuatro receptores. La señal recibida es luego procesada, mostrando el perfil de densidad electrónica ionosférico en registros gráficos llamados de ionogramas.

Efecto invernadero

Se refiere al calentamiento que ejerce la superficie terrestre sobre la atmósfera debido a ciertos constituyentes atmosféricos como nubes, vapor de agua, dióxido de carbono, etc. que dejan pasar la radiación del espectro visible para posteriormente ser absorbida y calentar el suelo. Este emite calor y calienta la atmósfera que vuelve a emitir en una parte diferente del espectro infrarrojo. Como resultado de este efecto, la temperatura media anual de la superficie terrestre está en torno a los  15°C, que es un valor  33°C más alto de lo que tendría un planeta sin atmósfera.

Electrón-voltio (eV)

Es una unidad de energía equivalente a la que adquiere un electrón al ser acelerado por una diferencia de potencial de un voltio (1eV = 1.602× 10−19 J ).

Espectro electromagnético

Es el conjunto de todos los tipos de radiación electromagnética que existen en el universo. Se extiende desde la radiación de alta energía y menor longitud de onda, como los rayos gamma (γ) y los rayos X, pasando por la radiación ultravioleta, la luz visible y el infrarrojo, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio.

Evaporación

Es un proceso físico que consiste en el paso gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso. La evaporación se puede producir a cualquier temperatura, siendo más rápida cuanto más elevada sea esta.

Eyecciones de masa coronal (Coronal mass ejection, CME)

Enormes ondas de materia compuesta de plasma y campo magnético solar que se elevan por encima de la corona solar extendiéndose hasta la heliosfera. Los CMEs causan  tormentas geomagnéticas cuando se encuentra direccionado a la Tierra. Esta onda es muy peligrosa si llega a la Tierra y su campo magnético está orientado al sur, puede dañar los circuitos eléctricos, transformadores y sistemas de comunicación. Cuando esto ocurre, se dice que hay una tormenta solar. La magnetosfera es una región alrededor de un planeta en la que el campo magnético de éste desvía la mayor parte del viento solar formando un escudo protector contra las partículas cargadas de alta energía procedentes del Sol.

Flujo

El flujo de radiación, también en ocasiones densidad de flujo o simplemente flujo,​ es la cantidad de potencia irradiada a través de un área determinada, en forma de fotones. ​ Generalmente se mide  en W/m2.

Frecuencia

Es el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier proceso periódico.​ El periodo es la duración de tiempo de cada evento repetitivo, por lo que el período es el recíproco de la frecuencia.​ También se denomina frecuencia temporal, para resaltar el contraste con las frecuencias angular y espacial. 

Frecuencia crítica

Es la frecuencia a partir de la cual un obstáculo rígido empieza a absorber parte de la energía de una onda incidente. Está frecuencia dependerá entre otros parámetros del grosor del obstáculo. En geofísica, se refiere a la mayor frecuencia con que una onda puede ser reflejada verticalmente en la ionosfera.

Frecuencia L1 

Es la frecuencia del GPS en 1.57542 GHz.

Frecuencia L2

Es la frecuencia del GPS en 1.2276 GHz.

Frecuencia de plasma

Es la frecuencia máxima de las oscilaciones internas de un plasma.

Fotoionización

Proceso físico por el cual un átomo neutro es ionizado tras absorber uno o más fotones.

GSM (Geocentric solar magnetospheric)

Es un sistema de coordenadas que toma la línea entre el Sol y la Tierra como el eje X, con la dirección positiva apuntando hacia el Sol. El eje Z es la proyección del eje del dipolo magnético terrestre sobre el plano perpendicular al eje X, con la dirección positiva apuntando hacia el norte. Este sistema tiene la ventaja de mostrar ordenadamente el campo geomagnético en la región de la magnetosfera que apunta hacia el Sol. Luego, este sistema ayuda a describir mejor los efectos de la componente del campo magnético interplanetario (Bz) que se cree es  responsable por las tormentas geomagnéticas. 

h'F

Menor altura virtual de la capa F  ionosférica. 

Ion

Es una partícula cargada eléctricamente con carga positiva (catión) o negativa (anión). Generalmente está constituida por un átomo o una molécula que ganó o perdió uno o más electrones.

Ionización Atmosférica

Este proceso implica la conversión de átomos y moléculas en iones (cargados eléctricamente) en la atmósfera. La ionización puede ser causada por fenómenos naturales como los rayos cósmicos y la radiación solar, y juega un papel crucial en la conductividad eléctrica de la atmósfera y, por tanto, en el funcionamiento del Circuito Eléctrico Global.

Ionosonda

Es un tipo de radar de potencia máxima del orden de 10 kW y una potencia media de aproximadamente unos 500 W, que emite pulsos de energía electromagnética a frecuencias variables entre 0.5 a 30 MHz, que se transmiten en la dirección vertical a la Ionosfera. 

Ionogramas

Representación gráfica de la cantidad de iones y electrones libres en un determinado cuerpo. Usualmente este gráfico es generado por un ionosonda. Los ionogramas contienen información de la altura virtual (línea horizontal) en donde se producirá la reflexión en función de la frecuencia de trabajo. También provee información de la concentración de electrones N (curva orientada en la dirección vertical) por cm³ en función de la altura N(h).

Latitud

Es una distancia angular entre la línea ecuatorial (Ecuador terrestre) y un punto cualquiera a la superficie de la Tierra. Dependiendo del hemisferio donde se sitúe el punto, puede ser latitud norte o sur. El ecuador corresponde a la latitud cero 0°

Longitud

Es una distancia en grados (0°) desde un punto de la superficie de la Tierra hasta el meridiano de Greenwich. Se distribuye entre el rango de 0 a 180° en el hemisferio oriental y occidental. Se determinan en base a paralelos y meridianos, líneas imaginarias dibujadas en la superficie terrestre.

Lyman-α

Línea de emisión del átomo de hidrógeno correspondiente a la longitud de onda (λ) de 121.6nm. Está línea es importante para la formación de la región D en la ionosfera, ya que la radiación Lyman-α es la principal responsable de la ionización del óxido de nitrógeno (NO).

Lyman-β

Línea de emisión del átomo de hidrógeno correspondiente λ = 102.6 nm. La importancia de esta línea radica en su capacidad de mantener la ionosfera inferior nocturna a los niveles de ionización  observados. 

Mega electron-voltios (MeV)

Es un múltiplo de la unidad de energía conocida como electrón-voltio (eV). Equivale a un millón de eV.

Observatorio Dinámico Solar (Solar Dynamics Observatory; SDO)

Satélite espacial de la Nasa diseñado para estudiar los eventos solares energéticos en la corona y en la estructura interna y superficie magnética del Sol. El satélite SDO está conformado por tres instrumentos abordos, tales como: AIA (Atmospheric Imaging Assembly), EVE (Extreme Ultraviolet Variability Experiment) y HMI (Helioseismic and Magnetic Imager) [Pesnell et al. 2012].

Partículas energéticas solares (SEP)

SEP es el término utilizado para las partículas energéticas observadas en la heliosfera, que se aceleran durante las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal (CME). Son un elemento importante de las perturbaciones climáticas espaciales y se suman a los rayos cósmicos galácticos como fuente de radiación en la atmósfera terrestre [Karl-Ludwig Klein 2021]. 

Plasma

El cuarto estado de la materia, está conformado de un gas que se encuentra ionizado y consiste de iones positivos y negativos o partículas. Este gas se ve afectado por campos magnéticos y tiene una alta conductividad eléctrica.

Potencial de ionización

Es la cantidad de energía requerida para arrancar un electrón de un átomo o de una molécula para formar un ion. Usualmente es expresado en electrón-voltios (eV), unidad de medida que representa la variación de energía que experimenta un electrón al moverse dentro de una diferencia de potencial de 1 V.

Rayos

Son descargas eléctricas generadas entre dos centros de carga eléctrica de polaridad opuesta (positivo y negativo). Estos centros pueden estar en la misma tormenta, en diferentes tormentas, o entre una tormenta y la superficie terrestre. Una descarga eléctrica implica el movimiento de cargas eléctricas, generando así una corriente eléctrica

Rayos Cósmicos: 

Los rayos cósmicos son partículas altamente energéticas que provienen del espacio exterior. A medida que atraviesan la atmósfera de la Tierra, chocan con otras partículas en el aire, generando una cascada de nuevas partículas. Este fenómeno da lugar a lo que se conoce como “lluvias atmosféricas extensas” (hadrónicas, electromagnéticas, muónicas), las cuales eventualmente alcanzan la superficie terrestre.

Resistencia Eléctrica del aire: 

La resistencia eléctrica del aire se refiere a la oposición que presenta el aire a la circulación de la corriente eléctrica. En términos simples, el aire actúa como un aislante que tiene una alta resistencia al paso de la electricidad. En física, se mide la rigidez dieléctrica o rigidez electrostática del aire, que es el valor límite de la intensidad del campo eléctrico en la cual se pierde la cualidad de aislante. El aire posee una rigidez dieléctrica variable de 0.3 a 4.0 MV/m. 

Sistema de Posicionamiento Global (GPS)

Es un sistema de navegación por satélite que permite a un dispositivo receptor localizar su propia posición sobre la Tierra con una precisión de unos pocos metros aunque puede alcanzar precisión de centímetros cuando se emplea el llamado modo diferencial de localización.

Sol

Es la estrella en el centro del Sistema Solar. Es una esfera masiva de plasma, calentada por reacciones de fusión nuclear en su núcleo, irradiando la energía de su superficie principalmente como luz visible e infrarroja, con  un resto de 10% de energía ultravioleta. Se trata de la fuente de energía más importante para la vida en la Tierra. El Sol orbita el Centro Galáctico a una distancia de 24.000 a 28.000 años luz.. Su diámetro es aproximadamente 109 veces el diámetro de la Tierra y su masa representa más del 99,86% de la masa total del Sistema Solar. Aproximadamente, tres cuartas partes de la masa del Sol se componen de hidrógeno (73%); el resto es principalmente helio (25%), con cantidades mucho menores de elementos más pesados, como oxígeno, carbono, neón y hierro. Desde el punto de vista astronómico, el  Sol es una estrella de secuencia principal, con tipo espectral G2V y magnitud absoluta 4.83.

Tiempo Local

La hora o tiempo local es la hora observada en una localidad específica. Generalmente es la hora determinada por la zona horaria vigente, con horario de verano donde y cuando corresponda. En algunos lugares esto se conoce como hora civil estándar. 

Tiempo universal coordinando (UTC)

Es un estándar de tiempo usado para regular los relojes alrededor del mundo. Al igual que su antecesor, el tiempo medio de Greenwich (GMT),  es a partir de él que se establecen la hora en el resto del mundo.

Tormentas Eléctricas

Las tormentas eléctricas son fenómenos físicos/meteorológicos compuesta por una o varias nubes cumulonimbus, la principal característica de las tormentas radica en la capacidad de producir rayos (descargas eléctricas, relámpagos y truenos).

Tormenta geomagnética

Son causadas por la actividad solar, las cuales pueden afectar la infraestructura en la órbita cercana y en la superficie de la Tierra, perturbando potencialmente las comunicaciones, la red eléctrica, la navegación, las operaciones de radio y satélites. 

UHF (Ultra High Frequency)

Es la banda del espectro electromagnético situada entre las 300 MHz y 3 GHz. También conocida como banda decimétrica, porque abarca longitudes de onda entre 0.1 y 1.0 m. Las señales UHF se utilizan ampliamente para canales de televisión, y también son usadas en sistemas de navegación de barcos y aviones. 

VHF (Very High Frequency)

Es la banda del espectro electromagnético que ocupa el rango de frecuencias entre 30 MHz a 300 MHz. Los usos comunes de las ondas de radio en la banda VHF son las comunicaciones: transmisión FM, la transmisión de TV, diversos sistemas de radio móviles, comunicación de datos, control del tráfico aéreo y los sistemas de navegación aérea.

Viento solar

Es el flujo de partículas cargadas (protones, electrones, partículas alfa) que forman el  plasma que escapa de la capa más exterior del Sol y viajan a través de todo el sistema solar. Estas partículas pueden viajar grandes distancias  gracias a que adquieren su energía en un ambiente de alta temperatura como la Corona. El viento solar varía en densidad, temperatura y velocidad a lo largo del tiempo, y varía también según la latitud y la longitud solar.

VLF (Very Low Frequency)

Parte de espectro electromagnético que abarca el rango de 3 a 30 kHz, o correspondientemente las longitudes de onda de 10 a 100 km.  La principal característica de esta banda del espectro es su facilidad de propagarse en un modo de baja atenuación llamado de ondas de superficie, lo que permite radioenlaces de escala global. Es por eso que la banda VLF se utiliza para algunos servicios de radionavegación, estaciones de radio horarias gubernamentales (que transmiten señales horarias para configurar relojes de radio) y para comunicaciones militares seguras.