PLASMON: A plazmaszféra monitorozása földfelszíni mérésekkel

2018 már. 13.

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

Projektvezető: Dr. Heilig Balázs (Geofizikai Alapkutatási Osztály)
Elérhetőség: +36 87 448 501, heilig.balazs@mbfsz.gov.hu
Projekt időtartama: 2011. 02. 01. - 2014. 07. 31.

Ez a plazma a Napból jövő EUV és Röntgen-sugárzás, valamint a felső légkörbe csapódó nagyenergiájú részecskék által ionizált gáz. Az ionizáció pár száz kilométer 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) részeként 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
  • B. Heilig, 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
  • J. Lichtenberger, 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