luonnon matalataajuisten radioaaltojen piirteitä geofysiikan tutkimuksessa
DESCRIPTION
Luonnon matalataajuisten radioaaltojen piirteitä geofysiikan tutkimuksessa. Jyrki Manninen. Sodankylän geofysiikan observatorio. Yleistä. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Luonnon matalataajuisten radioaaltojen piirteitä
geofysiikan tutkimuksessaJyrki Manninen
Sodankylän geofysiikan observatorio
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Yleistä
ELF-VLF-aallot ovat pääasiassa avaruudessa eteneviä radio-aaltoja, jotka voidaan helposti muuttaa mittausjärjestelmässä myös korvin kuultaviksi ääniaalloiksi.
Ne etenevät magnetosfäärin plasmassa ns. vihellysmoodissa.
Kun eteneminen tapahtuu magneettisten voimaviivojen suuntaisesti, aallot voivat päästä ionosfäärin läpi maanpinnalle, jossa ne voidaan vastaanottaa erityisellä ELF-VLF-vastaanottimella.
Myös salamaniskut, navigointilähettimet ja sähkölinjat tuottavat kyseisiä aaltoja, jotka etenevät ns. Maa-ionosfääri-aaltoputkessa ja jotka voivat tunkeutua ionosfäärin läpi magnetosfääriin.
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Neljä päätyyppiä
• Vihellykset ovat aaltoja, jotka saavat alkunsa maanpinnalla tapahtuvista salamaniskuista
• Diskreetit emissiot ja aamukuoro syntyvät yleensä päiväntasaajan yläpuolella n. 30 000 km:n korkeudella
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Neljä päätyyppiä
• Suhina muistuttaa laajakaistaista kohinaa ja se voi syntyä joko päiväntasaajan yläpuolella tai vain parin tuhannen km:n korkeudella maanpinnalta. Tällöin on kyseessä revontulisuhina, joka nimensä mukaisesti liittyy revontuliin.
• Ihmisen toiminnan seurauksena avaruuteen säteilee mm. sähkölinjoista 50 ja 60 Hz:n harmonisia yliaaltoja, jotka vuorovaikuttavat varattujen hiukkasten kanssa ja synnyttävät uusia aaltoja. Myös navigointilähettimien signaalit voivat olla äänitaajuisia radioaaltoja.
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
ELF-VLF-vastaanotin
• Antenni on hyvin tärkeä osa vastaan-otinta, koska signaalin voimakkuus on suoraan verrannollinen sen efektiivi-seen pinta-alaan.
• Oikein tehdyllä vahvistimella heikkokin signaali saadaan esille taustakohinasta. Samalla pidetään huoli siitä, etteivät salamaniskut saturoi vahvistinta -> 24-bit muunnin.
• Rekisteröinti videonauhurilla (ennen vuotta 2005) tai suoraan tietokoneella.
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Rekisteröintipaikat Suomessa
• Huoneselkä• Inari• Kalkkoaivi• Liikkuvankangas• Pittiövaara• Pomokaira (POM)• Porojärvi (POR)• Puolitaival
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Yleiskuvat (quick-look)
• Kaikista mittauskampanjoista 1993-1997 ja 2005 on tehty 1, 6, 12 ja 24 tunnin spektrikuvat.
• Näin löytyy uusia ilmiöitä, kuten suhinapilvet, mutta toisaalta yksityiskohdat häviävät.
• Ne nopeuttavat tietyntyyppisten ilmiöiden etsimistä.
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Yksityiskohtaiset kuvat
• Kokonaisteho, oikea- ja vasenkätinen ympyräteho, lineaarinen teho, tulokulma ja polarisaatioellipsin akseleiden suhde.
• Väriasteikko ilmoittaa tehon dB:nä, tulokulman 0-180° tai akselisuhteen 0-1.
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Harmonisten yliaaltojen aiheuttamat emissiot
• Emissiot alkavat verkkohar-monisen kohdalta.
• Emissioilla ei ole oikeakätistä tehoa.
• Tulokulma muuttuu taajuuden mukaan.
• Emissiot ovat elliptisesti polaroituneita.
• Alataajuuksien kuoro on oikeakätistä.
Vasenkätinen polarisaatio on uusi havainto !
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
MLR-ilmiö 1
Hienorakenne on uusi havainto !
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
MLR-ilmiö 2
• Kaikkiaan 31 havaintoa
• Verkkoharmoniset ovat osallisena MLR-rakenteen syntymisessä.
• MLR muokkaa revontulisuhinaa.
Onko MLR kuitenkin syntynyt lähellä Maata ?
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Kapeakaistainen suhina
• 17 havaintoa yhtenä aamuna
• Esiintyy poikkeuksellisen korkeilla taajuuksilla
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Vihellyskanavat ja revontulien liike
• 860 vihellystä 4,5 tunnin aikana
• Vihellyskanavat seuraavat revontulien liikettä
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
ELF-VLF- ja ULF-aaltojen ylärajataajuuksien yhteys
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Suhinapilvet
• Useita tunteja kestävä laajakaistainen suhina.
• 15 havaintoa vuosina 1993-1997
• Esiintyy samoina päivinä kuin MLR
• Revontuliaktiivisuutta havaittu kyseisinä öinä
Ilmiönä uusi, koska vaatii laajakaistaisen jatkuvan rekisteröinnin !
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
Siis mitä uutta?
• Vasenkätinen polarisaatio on uusi havainto
• MLR:n hienorakenne on uusi havainto• MLR onkin ehkä syntynyt lähellä Maata• Kapeakaistainen suhina poikkeuksellisen
korkeilla taajuuksilla• Vihellyskanavat seuraavat revontulien
liikettä• Suhinapilvi on uusi ilmiö
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
KUVIA 17.12.2005
Sod
anky
län
geof
ysii
kan
obse
rvat
orio
Jyrki Manninen, SGO
JA HULLUJA KAIKKI …