Swarm: A plazmapauza automatikus detektálása

2018 már. 13.

A plazmaszféra külső határát plazmapauzának hívjuk. Bár a plazmapauzát eredetileg egy egyszerű, hirtelen sűrűségcsökkenés helyeként definiálták, idővel kiderült, hogy egy igen összetett, sokféle folyamatnak teret adó, igen dinamikus, máig sem teljesen megértett határrétegről van szó.

A plazmapauza átlagos helyzete (a Föld közepétől való távolsága) földsugárban (RF) mérve valahol 4 körül van, azonban a geomágneses aktivitás függvényében igen változó. Hosszabb nyugodt időszakokban 7-8 RF-re is kiterjed, míg geomágneses viharok idején 2 RF alá is csökkenhet. A plazmaszférán áthaladó műholdak száma kevés, és a pályájellemzők miatt a mintavétel igen ritka.

2013-ban a potsdami GeoForschungsZentrum kutatóival együttműködve egy teljesen új plazmapauza detektálási módszert fejlesztettünk ki. A módszer nem közvetlenül a részecskesűrűség méréséből határozza meg a plazmapauza helyét, hanem a plazmapauza mentén és azon kívül haladó, a geomágneses erővonalak mentén folyó áramok mágneses hatásának méréseiből. A módszer nemcsak új, de minden korábbinál termelékenyebb, ráadásul könnyen automatizálható, azaz emberi beavatkozás nélküli monitorozásra is alkalmas. A módszer továbbfejlesztéásére és valós idejű alkalmazhatóságának demonstrálására 2014-2017 között az ESA  (Európai Űrügynökség) által támogatott projektben (http://geofizika.canet.hu/swarm/index.php) került sor. Ebben a projektben az ESA három Swarm műholdjának adatait hasznosítottuk.

       

  1. ábra: Az ESA alacsony földpályán keringő Swarm műholdjai (image: ESA)

           

2. ábra: A plazmapauza Földhöz (félig árnyékolt kör) viszonyított helyzete a helyi idő függvényében különböző, a Kp index-szel jellemzett geomágneses aktivitás mellett (a kis Kp index mágneses nyugodt, a 4 feletti viharos időszakot jellemez). Jobb alsó sarokban az észlelések eloszlása.

 

 

Hivatkozások:

  • Heilig, B., H. Lühr (2013) New plasmapause model derived from CHAMP field-aligned current signatures, Ann. Geophys., 31, 529-539, doi:10.5194/angeo-31-529-2013
  • Heilig, B., H. Lühr (2018), Quantifying the relationship between the plasmapause and the inner boundary of small-scale field-aligned currents, as deduced from Swarm observations, submitted to Ann. Geophys., 36.