Det dynamiske nordlyset: Kva fortel det om jorda sin vekselverknad med det nære verdsrommet?

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Det dynamiske nordlyset: Kva fortel det om jorda sin vekselverknad med det nære verdsrommet?"

Tor-Erik Jansen
9 år siden
Visninger:

1 UNIVERSITY OF BERGEN Department of Physics and Technology Det dynamiske nordlyset: Kva fortel det om jorda sin vekselverknad med det nære verdsrommet? B. K. Humberset 1,2 J. W. Gjerloev 3,2 1) Universitet i Bergen, Institutt for fysikk og teknologi, Bergen, Norge. 2) Birkelandsenteret for romforsking, Bergen, Norge 3) Johns Hopkins University - Applied Physics Laboratory, Laurel, MD, USA september 2013 Symposium i Norsk Geofysisk Forening, Geilo

2 h coupled to space? Department of Physics and Technology - Birkeland Centre for Space Science Introduksjon til det nære verdsrom og nordlyset Vitskapleg mål Motivasjon: - Den fundamentale komplingsmekanismen,birkelandsstraumane - Kva er problemet? All-sky kamera How is Earth Korleis separere endringar i rom og tid? coupled Teknikk to Space? Karakteristiske eigenskapar ved nattsidenordlyset Karakterisering av pulserande nordlys Kva har vi lært?

3 Det nære verdsrommet Solvinden Magnetosfæren Ionosfæren

4 Nordlyset

5 Department of Physics and Technology - Birkeland Centre for Space Science Nordlyset sett frå den Internasjonale romstasjonen Image taken by the Spin-Scan Auroral Imaging instrument on board Dynamics Explorer - 1. Courtesy L. Frank, the University of Iowa, and NASA.

6 Vitskapleg mål Kva er den fundamentale oppførselen til magnetosfære-ionosfære systemet? Kva karakteriserar straumen av energi og partiklar mellom det nære verdsrommet og jorda, når vi erkjenner den dynamiske oppførselen til systemet og at transporten skjer på alle skalastørrelsar?

7 Den fundamentale koplingsmekanismen - Birkelandstraumar Iijima and Potemra, 1978

8 Kva er problemet? Modell Røynda Iijima and Potemra, 1978 Forenklingar i modellen: - Dei magnetfeltforstyrrelsane som er målt kjem av statiske straumar, dvs. at dei ikkje endrar seg over den tida, 5-10 minutt, det tek for ein satelitt å krysse nordlysovalen. - Straumar som har mindre utstrekning (skalastørrelse) enn dei globale straumsjikta, er uvesentlege.

9 Kva er problemet?? Iijima and Potemra, 1978 Vår forståelse av Birkelandstraumane og dermed koplinga mellom jorda og det nære rommet i stor grad basert på forenkla empiriske modellar.

10 Department of Physics and Technology - Birkeland Centre for Space Science All-sky kamera All-Sky Imager field of view

12 Korleis separere endringar i rom og tid? Med samtidig trepunktsmåling av Birkelandstraumen kan vi rekne ut den momentane straumtekkleiken, men vi må anta at straumen er uniform innanfor triangelet. -> Vi treng informasjon om variabiliteten til ulike skalastørrelsar. Med ein enkelt satellitt eller rakett er det ikkje mogleg å separere romleg størrelse, fart eller variabilitet. -> Vi treng observasjonar av eit fiksert område som er separert i tid.

13 Teknikk 1) Transformerar frå fordreid all-sky til uniformt bilde der kvart piksel er like stort. 2) Korrigerar for jordrotasjonen. 3) Deler opp bildet i nordlysformer av ulik størrelse 4) Samanliknar dei nye bilda for å finne ut korleis nordlysformene i ulike størrelsar endrar seg.

14 Department of Physics and Technology - Birkeland Centre for Space Science Karakteristiske eigenskapar ved nattsidenordlyset - typiske eksempel

15 Pulserande nordlys Department of Physics and Technology - Birkeland Centre for Space Science

16 Karakterisering av pulserande nordlys Department of Physics and Technology - Birkeland Centre for Space Science

17 Kva har vi lært? For alle magnetiserte objekt, enten det er Saturn eller Jorda, blir energi overført frå verdsrommet og inn i magnetosfæren, som løyser utfordinga gjennom fleire kompliserte prosessar. To eksempel på korleis vi gjennom å beskrive dynamikken til nordlyset kan lære meir om den fundamentale oppførselen til dette systemet.

18 Takk for merksemda! Referansar Birkeland,K.: Norwegian Aurora Polaris Expedition, , vol. 1, 1st sec., Aschhough & Co, Christiania, Zmuda, A. J., Martin, J. H., and Heuring, F. T.: Transverse magnetic disturbances at 1100 kilometers in the auroral region, J. Geophys. Res., 71, , Zmuda, A. J., Heuring, F. T., and Martin, J. H.: Dayside magnetic disturbances at 1100 kilometers in the auroral oval, J. Geophys. Res., 72, , Iijima, T. and Potemra, T. A.: Large-scale characteristics of field- aligned currents associated with substorms, J. Geophys. Res., 83, , Gjerloev, J. W., Ohtani, S., Iijima T., Anderson, B., Slavin, J., and Le, G.; Characteristics of the terrestrial field-aligned current system, Ann. Geophys., 29, , doi: / angeo , Slavin, J. A., Le, G., Strangeway, R. J.,Wang, Y., Boardsen, S. A., Moldwin, M. B., and Spence, H. E.: Space Technology 5 multi- point measurements of near-earth magnetic fields: Initial results, Geophys. Res. Lett., 35, L02107, doi: /2007gl031728, Jones, S. L. 1, Lessard, M. R., Rychert, K., Spanswick, E. and Donovan E.: Large-scale aspects and temporal evolution of pulsating aurora, J. Geophys. Res., 116, A03214, doi: /2010JA015840, 2011.

Like dokumenter

Nasjonalt forskerkurs i magnetosfære-fysikk

Oppdatert: 18. januar 2005 Nasjonalt forskerkurs i magnetosfære-fysikk - 2005 Kurstittel: Fys 5610 - Magnetosfærefysikk og substormprosesser Undertittel: Prosesser og effekter i forbindelse med substormer