Breinosa verdens beste utsiktspunkt mot polarhimmelen? Margit Dyrland Post. Doc. Avd. for arktisk geofysikk, UNIS

Transkript

1 Breinosa verdens beste utsiktspunkt mot polarhimmelen? Margit Dyrland Post. Doc. Avd. for arktisk geofysikk, UNIS

2 Oversikt En liten introduksjon til romfysikk Litt om historien til nordlysforskning på Svalbard Moderne romforskning på Svalbard SOHO (ESA & NASA) Andre himmelfenomener J. Westman 1899/1900 Foto: Jeff Holmes Nordlysstasjonen i Adventdalen, 2005/2006

3 En liten introduksjon til romfysikk Fusjon i sola energi elektromagnetisk stråling og partikkelstråling SOHO (ESA & NASA) Wi d E l (2) l k

4 Sola påvirker Jorda havstrømmer, vær, ozonlaget, natthimmellys, nordlys, solvindmagnetosfærekobling.. På UNIS/Svalbard - studier av hele søyla fra det dype hav til langt uti verdensrommet.. Fra båter, værstasjoner, Sousy, Eiscat/Spear og KHO..

5 Solvinden Solvinden + det interplanetære magnetiske feltet (IMF) kobles sammen med Jorda nydelig nordlys! Phil Hoffman, Canada

6 Hvordan skjer denne koblinga? Jorda er en gigantisk magnet påvirkes/påvirker de ladde partiklene i solvinden Magnetosfæren fungerer som et skjold, men ikke helt perfekt..

7 Magnetisk kobling: Sterkest effekt når IMF peker i motsatt retning av jordmagnetfeltet.

8 1) Nordlys mellom ~ km. 2) Kollisjoner mellom elektrisk ladde partikler og nøytrale atom/molekyl i atmosfæren. 3) Det nøytrale atomet (feks oksygen) får da økt energi som det sender ut som lys

9 STS-59crew/NASA Fargens betydning

10

11 Litt om historien til nordlysforskninga på Svalbard Steder på Svalbard hvor man har gjort vitenskapelige målinger av nordlyset i perioden

12 Polhem : Den aller første VITENSKAPELIGE overvintringa Ekspedisjonens hus Polhem i Mosselbukta, Nord-Spitsbergen (~80 o N). I kveldssalongen på Polhem, mens de venter på at isforholda skal bedre seg, august Fra venstre til høyre: August Wijkander (astronom), Frans Kjellman (botaniker), kapteinen på Gladan, Gerhard von Krusenstjerna og Adolf Erik Nordenskiöld. (Begge bildene fra A.E. Nordenskiölds fotosamling, Kungliga svenska vetenskapsakademi).

13 Polhem : Den første vitenskapelige overvintringa på Svalbard Astronomen August Wijkander tok med seg et spectroscope à vision directe. 400 nm 700 nm

14 Polhem : Den første vitenskapelige overvintringa på Svalbard Han publiserte resultatene i artikkelen Om norrskenets spectrum. Oppdaga helt nye nordlyslinjer! Grønt nordlys målte han til nm. I virkeligheten nm utrolig bra nøyaktighet til å være på den tiden!

15 Andre vitenskapelig ekspedisjoner til Svalbard som gjorde nordlysmålinger: Første IPY : Svensk overvintring på Kapp Thordsen

16 Andre vitenskapelig ekspedisjoner til Svalbard som gjorde nordlysmålinger: Svenske/russiske forskningsstasjoner i Sorgfjorden/Hornsund

17 Andre vitenskapelig ekspedisjoner til Svalbard som gjorde nordlysmålinger: Andre IPY : Svenske stasjoner i Longyearbyen og Svea Nord IGY (Internasjonalt geofysisk år) ( Tredje IPY ) - Sveitsisk/svensk/finsk stasjon i Kinnvika, Nordaustlandet Photo: Eric Dyring - Russiske målinger i Pyramiden - Polsk stasjon i Hornsund Photos: PGI, Apatity

18 1970: Et lite optisk observatorium på Breinosa (!!) Photo: Chuck Deehr Instrumentering: Universitetet i Oslo (UiO) satte opp et himmelkamera og et meridiansvepende fotometer fra Universitetet i Alaska Fairbanks (UAF).

19 Siden 1978: Forskere fra hele verden har hatt instrumenter i Longyearbyen for å studere dagnordlyset Forskere fra Universitetet i Oslo, Alaska Fairbanks, Ulster Irland og Tromsø utenfor Nordlysstasjonen i Adventdalen ved en kampanje i optiske og 5 ikke-optiske instrumenter målte på nordlyset og andre atmosfæriske fenomener fra Nordlysstasjonen. Roger Smith, Alv Egeland, Torleif Sten, Berger, Kjell Henriksen og Chuck Deehr

20 Omtrent samtidig, 1980: Nordlysobservatoriet åpna i Barentsburg (Kapp Heer) I dag tett samarbeid mellom BAB og KHO/Eiscat Bilder av Barentsburg-obseratoriet (BAB) i De overvintrende forskerne Galina Totunova and Vladimir Zverev med diverse nordlyskameraer. Foto: Vladimir Zverev, PGI (Polar Geophysical Institute) overvintrer.

21 Hvorfor Svalbard? Svalbard ligger langt nord (Longyearbyen på 78 o N) Det er mørkt også på dagen på vinteren (nov-feb). Da kan man studere dagnordlyset og andre optiske fenomener for eksempel natthimmellys (airglow). Den arktiske atmosfæren er veldig dynamisk og atmosfæriske modeller har ikke klart å gjenskape variasjonene. Modellene trenger reelle tall (målinger)! En av veldig få plasser som ligger så langt nord som har god infrastruktur og et levelig klima..

22 Hva er nå egentlig så spesielt med dagnordlyset..? Polar NASA Illustrasjon: Nordlyssenteret AS

23

24 Typisk dagnordlys på Svalbard: - ser ut som det er mest grønt - i virkeligheten mer rødt.. Oftest mye mindre spektakulært enn nattnordlyset.. Margit Dyrland

25 Foto: Kjell Henriksen Foto: Steinar Midtskogen

26 Moderne nordlysforskning: Kjell Henriksen Observatoriet offisielt åpnet 18. februar 2008!

27 Eksempler på instrumenter på KHO: Himmelkameraer Himmelkameraer med og uten monokromatiske filtre. Tar bilde av HELE himmelen ved å bruke fiskeøyelinser. Brukes til å studere nordlysdynamikk i relasjon til forhold i solvinden og magnetosfæren dvs kobling sol-jord.

28

29 Eiscat, Spear og KHO vindu mot sola og verdensrommet EISCAT Svalbard radarene gir info om partiklene oppe i ionosfæren også når det er lyst. F.eks. hastigheten, tettheten eller energien til elektronene. SPEAR (Space Plasma Exploration by Active Radar) Foto: Mike Kosch, Lancaster University

30 Foto: Njål Guldbrandsen,Narom Data fra raketter skutt over Svalbard

31

32 Hvorfor studere dette? - GPS - Klimastudier -Romvær - Lære mer om andre planeter/solsystemer

33

34

35 Natthimmellys (airglow/nightglow) Spektrometermålinger av nordlys og natthimmellys (airglow). Samme prinsipp som brukt av Wijkander på Polhem i !

36 Natthimmellys (airglow/nightglow) Grønt natthimmellys fra Nebraska 5. august 2005 Foto: Doug Zubenel

37 Meteorer Temperatur = konstant (p/t 1/2 )

38 Nattlysende skyer og polare mesosfæriske sommerekko (PMSE) Kan ses fra N/S f.eks. Oslo i juli og august Sett av EISCAT radaren juni 2006

39 Nattlysende skyer fra Stockholm

40 Foto: M. Dyrland

41 Eiscat-antennene badet i nordlys.. Foto: Fred Sigernes

42 Takk for oppmerksomheten! :o)