Scyntylacje jonosferyczne a pogoda kosmiczna

Scyntylacje jonosferyczne a pogoda kosmiczna
Andrzej W. Wernik Centrum Badań Kosmicznych PAN, Warszawa XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, 14-17 czerwca 2007
Amerykański Program Pogody Kosmicznej wymienia pośród priorytetowych zadań zrozumienie: związków między termosferą, jonosferą i magnetosferą, które mają wpływ na powstawanie i ewolucję nieregularności koncentracji plazmy o rozmiarach od 10 km do 50 m i które wywołują scyntylacje związków między tymi nieregularnościami i wpływem scyntylacji na określone systemy [nawigacji, łączności itp.] XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Co to są scyntylacje? Typowe odbiorniki gubią sygnał gdy C/N0 <27-28 dB XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Najważniejsze wydarzenia w historii badań scyntylacji
XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Parametry scyntylacji i co one mówią o nieregularnej strukturze jonosfery XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Wpływ scyntylacji na pomiary GPS After K. Groves, Monitoring Ionospheric Scintillation with GPS, Colloquium on Atmospheric Remote Sensing using GPS, , Boulder, CO, After S. Datta-Barua et al. L1 – MHz (19.05 cm) L2 – MHz (24.45 cm) XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Zniekształcenie impulsu GPS wywołane scyntylacjami XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Głębokość zaniku sygnału w paśmie L Mapy zaników sygnału w okresie maksimum i minimum aktywności słonecznej Basu, Su. et al., Radio Sci., 23, 363, 1988 XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Związek scyntylacji z „obłokami” koncentracji elektronów
Coker, C. et al., Radio Sci., v. 39, RS1S15,doi: /2002RS002833,2004 De Francesci, G. et al., JASTP (in print) XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Nieregularności równikowe pojawiają się zaraz po zachodzie Słońca, gdy prędkość wznoszenia się jonosfery przekracza m/s (w okresie maksimum aktywności Słońca m/s) tworzą struktury przypominające pióropusze osiągające wysokość ponad 1000 km scyntylacje są obserwowane jeżeli grubość warstwy z nieregularnościami jest wystarczająco duża zmiany sezonowe i z długością geograficzną (w Huancayo maksymalna częstość występowania w okresach równonocy i w grudniu, w Kwajalein – latem) w kierunku pionowym forma falowa nieregularności przypomina szoki; w poziomie forma falowa jest sinusoidalna lub przypadkowa poniżej 300 km 1D p  2 dla nieregularności o rozmiarach 1-10 km i p  2.6 dla rozmiarów m powyżej 350 km p  1 dla kilometrowych nieregularności i p  3.2 dla nieregularności metrowych duże (pierwotne) nieregularności są generowane niestabilnością Rayleigh’a-Taylor’a instability mechanism; mniejsze nieregularności są generowane w hierarchii niestabilności, z których najważniejsze są niestabilności ExB i dryfowa XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Nieregularności na dużych szerokościach szeroki zakres rozmiarów nieregularności od setek km do kilku cm o wyjątkowej dynamice związanej z ruchem konwekcyjnym kontrolowanym międzyplanetarnym polem magnetycznym w obszarze kaspu i nocnej części owalu zorzowego, niejednorodności strumienia wysypujących się cząstek generują struktury o rozmiarach większych niż około 50 km w sprzyjających warunkach struktury te są niestabilne i, w rezultacie oddziaływań fala-fala i kaskad typowych dla turbulencji, mogą powstawać mniejsze nieregularności wielkoskalowe struktury mają długi czas życia i konwekcja może je przenosić na duże odległości konwekcja odgrywa większą rolę na półkuli zimowej w lecie, duże przewodnictwo elektryczne obszaru E spowalnia tempo narastania niestabilności i umożliwia dyfuzję plazmy w kierunku poprzecznym do pola magnetycznego; w rezultacie małe struktury znikają wkrótce po utworzeniu i nieregularności w czapie polarnej mają małą amplitudę a ich widma są strome zimą widma mocy w czapie polarnej są bardziej płaskie; czas życia unoszonych konwekcją struktur jest długi i dynamika nieregularności zależy od dynamiki magnetosfery XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Model scyntylacji jonosferycznych WBMOD
• Brasilia • Dar es Salaam XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Model scyntylacji na dużych szerokościach wykorzystujący pomiary in situ DE-2 Model rozkładu koncentracji elektro-nów: Ne (fs, ls, dd, t, Kp , IMF etc.) Dane satelitarne: DN, Ns, fs, ls, hs, dd, t Parametry geofizyczne: Kp , IMF etc. (dd, t) Widma mocy: p i Cs Kształt nieregularności Maksymalna koncentracja, odpowiadająca jej wysokość, grubość warstwy nieregularnej DN/N=const p=const Model ekranu fazowego Parametry scyntylacji fazy i amplitudy: sf , S4 itp. Mapy sf , S4 XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Przykład XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Parametr intensywności turbulencji XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Dobowe zmiany scyntylacji Su. Basu et al., Radio Sci, v. 20, 347, 1985 XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

SCIntillation Network Decision Aid (SCINDA) SCINDA jest programem komputerowym przy pomocy którego będzie możliwe przewidywanie przerw w łączności satelitarnej nad równikiem wywołanych scyntylacjami jonosferycznymi Automatycznie mierzone i zapamięty-wane są scyntylacje na dostępnych łączach satelitarnych oraz dryf jonosferyczny. Dane te odzyskiwane są co 15 minut i wykorzystywane wraz z empirycznym modelem dynamiki nieregularności równikowych do konstruowania map obszarów w których istnieje zagrożenie zakłóceniami wywołanymi scyntylacjami. Groves, K.M. et al., Radio Sci., 32, , 1997 XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Wnioski Teoria scyntylacji jest wystarczająco zaawansowana Pomiary scyntylacji z powodzeniem mogą być używane do badania nieregularnej struktury jonosfery Jednoczesny odbiór sygnałów GPS w kilku punktach pozwala na badanie zmian czasowo-przestrzennych nieregularności jonosferycznych Konieczne jest doskonalenie modeli klimatycznych scyntylacji, zarówno opartych pomiarach scyntylacji jak i satelitarnych Systemy typu SCINDA pozwolą na prognozowanie scyntylacji niemal w czasie rzeczywistym XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Dziękuję za uwagę XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Niestabilność Rayleigha-Taylora 2 2 Warunek konieczny: g·n0 < 0 1 2 Tempo narastania: =g/Lin 2 XII Spotkania Bieszczadzkie, Dwerniczek, czerwca 2007

Scyntylacje jonosferyczne a pogoda kosmiczna

Podobne prezentacje

Prezentacja na temat: "Scyntylacje jonosferyczne a pogoda kosmiczna"— Zapis prezentacji:

Podobne prezentacje

О projekcie

Zwrotny adres

Wejść

Zaloguj się poprzez sieć społeczną:

Scyntylacje jonosferyczne a pogoda kosmiczna

Podobne prezentacje

Prezentacja na temat: "Scyntylacje jonosferyczne a pogoda kosmiczna"— Zapis prezentacji:

Podobne prezentacje

О projekcie

Zwrotny adres