PLASMON: A plazmaszféra monitorozása földfelszíni mérésekkel

2018 Mar. 13.

A plazmaszférát a Földet körülvevő, a Föld mágneses teréhez kötött és ezért a Földdel együtt forgó hideg (~ 1 elektronvolt) plazma.

Ez a plazma a Napból jövő EUV és Röntgen-sugárzás, valamint a felső légkörbe csapódó nagyenergijú részecskék által ionizált gáz. Az ionizáció pár százkm magasságban, az ún. ionoszférában megy végbe. A plazma innen a geomágneses erővonalak mentén, diffúzió révén feljut magasabb tartományokba is. Ez a plazmaszféra.

A plazmaszféra állapotának ismerete az űridőjárás alkalmazások számára fontos, azonban erről a tartományról kevés in-situ mérés áll rendelkezésre. Ugyanakkor a plazmaszféra sűrűsége földfelszíni mérésekből is megbecsülhető. A geomágneses erővonalak sajátrezgése, az ún. erővonal-rezonancia frekvenciája ugyanis egyebek mellett éppen az erővonal-menti sűrűségeloszlástól függ, hasonlóan ahhoz, ahogy egy hangszer húrjának hangmagassága függ a húr vastagságától. Az észlelt rezonáns frekvanciából a plazmasűrűség megfelelő modellek alkalmazásával kiszámítható.

Az eljárás életképességének, megbízhatóságának és hatékonyságának demonstrálására intézetünkben egy EU FP7-es projekt (PLASMON) réseként került sor. A kiindulóadatként szolgáló méréseket az általunk megszervezett (részben kiépített) és koordinált  transzeurópai magnetométerlánc, az EMMA (European quasi-Meridional Magnetometer Array) szolgáltatja (http://geofizika.canet.hu/plasmon/emmapsd.php). Az adatok begyűjtése, feldolgozása, a rezonáns frekvencia meghatározása és az inverzió (sűrűség-becslés) közel valós időben történik, azaz a rendszer alkalmas az űridőjárási helyzet monitorozására, előrejelzésekhez való adatszolgáltatásra. Űridőjárásról az elkövetkezőkben mind gyakrabban fogunk hallani.

 

Hivatkozások:

  • Jorgensen A.M, B. Heilig, M. Vellante, J. Lichtenberger, J. Reda, F. Valach, and I. Mandic (2017), Comparing the Dynamic Global Core Plasma Model (DGCPM) With Ground-Based Plasma Mass Density Observations, J. Geophys. Res. Space Physics, 121,  doi:10.1002/2016JA023229
  • Heilig B., P. R. Sutcliffe, D. C. Ndiitwani, A. Collier (2013) Statistical study of geomagnetic field line resonances observed by CHAMP and on the ground, J. Geophys. Res. Space Physics, 118, 1934-1947, doi: 10.1002/jgra.50215
  • Lichtenberger J., M. Clilverd, B. Heilig, M. Vellante, J. Manninen, C. Rodger, A. Collier, A. Jørgensen, J. Reda, R. Holzworth, and R. Friedel (2013) The plasmasphere during a space weather event: first results from the PLASMON project, J. Space Weather Space Clim., 2013, 3, A23