Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Luonnon matalataajuisten radioaaltojen piirteitä

geofysiikan tutkimuksessaJyrki Manninen

Sodankylän geofysiikan observatorio

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Yleistä

ELF-VLF-aallot ovat pääasiassa avaruudessa eteneviä radio-aaltoja, jotka voidaan helposti muuttaa mittausjärjestelmässä myös korvin kuultaviksi ääniaalloiksi.

Ne etenevät magnetosfäärin plasmassa ns. vihellysmoodissa.

Kun eteneminen tapahtuu magneettisten voimaviivojen suuntaisesti, aallot voivat päästä ionosfäärin läpi maanpinnalle, jossa ne voidaan vastaanottaa erityisellä ELF-VLF-vastaanottimella.

Myös salamaniskut, navigointilähettimet ja sähkölinjat tuottavat kyseisiä aaltoja, jotka etenevät ns. Maa-ionosfääri-aaltoputkessa ja jotka voivat tunkeutua ionosfäärin läpi magnetosfääriin.

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Neljä päätyyppiä

• Vihellykset ovat aaltoja, jotka saavat alkunsa maanpinnalla tapahtuvista salamaniskuista

• Diskreetit emissiot ja aamukuoro syntyvät yleensä päiväntasaajan yläpuolella n. 30 000 km:n korkeudella

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Neljä päätyyppiä

• Suhina muistuttaa laajakaistaista kohinaa ja se voi syntyä joko päiväntasaajan yläpuolella tai vain parin tuhannen km:n korkeudella maanpinnalta. Tällöin on kyseessä revontulisuhina, joka nimensä mukaisesti liittyy revontuliin.

• Ihmisen toiminnan seurauksena avaruuteen säteilee mm. sähkölinjoista 50 ja 60 Hz:n harmonisia yliaaltoja, jotka vuorovaikuttavat varattujen hiukkasten kanssa ja synnyttävät uusia aaltoja. Myös navigointilähettimien signaalit voivat olla äänitaajuisia radioaaltoja.

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

ELF-VLF-vastaanotin

• Antenni on hyvin tärkeä osa vastaan-otinta, koska signaalin voimakkuus on suoraan verrannollinen sen efektiivi-seen pinta-alaan.

• Oikein tehdyllä vahvistimella heikkokin signaali saadaan esille taustakohinasta. Samalla pidetään huoli siitä, etteivät salamaniskut saturoi vahvistinta -> 24-bit muunnin.

• Rekisteröinti videonauhurilla (ennen vuotta 2005) tai suoraan tietokoneella.

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Rekisteröintipaikat Suomessa

• Huoneselkä• Inari• Kalkkoaivi• Liikkuvankangas• Pittiövaara• Pomokaira (POM)• Porojärvi (POR)• Puolitaival

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Yleiskuvat (quick-look)

• Kaikista mittauskampanjoista 1993-1997 ja 2005 on tehty 1, 6, 12 ja 24 tunnin spektrikuvat.

• Näin löytyy uusia ilmiöitä, kuten suhinapilvet, mutta toisaalta yksityiskohdat häviävät.

• Ne nopeuttavat tietyntyyppisten ilmiöiden etsimistä.

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Yksityiskohtaiset kuvat

• Kokonaisteho, oikea- ja vasenkätinen ympyräteho, lineaarinen teho, tulokulma ja polarisaatioellipsin akseleiden suhde.

• Väriasteikko ilmoittaa tehon dB:nä, tulokulman 0-180° tai akselisuhteen 0-1.

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Harmonisten yliaaltojen aiheuttamat emissiot

• Emissiot alkavat verkkohar-monisen kohdalta.

• Emissioilla ei ole oikeakätistä tehoa.

• Tulokulma muuttuu taajuuden mukaan.

• Emissiot ovat elliptisesti polaroituneita.

• Alataajuuksien kuoro on oikeakätistä.

Vasenkätinen polarisaatio on uusi havainto !

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

MLR-ilmiö 1

Hienorakenne on uusi havainto !

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

MLR-ilmiö 2

• Kaikkiaan 31 havaintoa

• Verkkoharmoniset ovat osallisena MLR-rakenteen syntymisessä.

• MLR muokkaa revontulisuhinaa.

Onko MLR kuitenkin syntynyt lähellä Maata ?

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Kapeakaistainen suhina

• 17 havaintoa yhtenä aamuna

• Esiintyy poikkeuksellisen korkeilla taajuuksilla

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Vihellyskanavat ja revontulien liike

• 860 vihellystä 4,5 tunnin aikana

• Vihellyskanavat seuraavat revontulien liikettä

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

ELF-VLF- ja ULF-aaltojen ylärajataajuuksien yhteys

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Suhinapilvet

• Useita tunteja kestävä laajakaistainen suhina.

• 15 havaintoa vuosina 1993-1997

• Esiintyy samoina päivinä kuin MLR

• Revontuliaktiivisuutta havaittu kyseisinä öinä

Ilmiönä uusi, koska vaatii laajakaistaisen jatkuvan rekisteröinnin !

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

Siis mitä uutta?

• Vasenkätinen polarisaatio on uusi havainto

• MLR:n hienorakenne on uusi havainto• MLR onkin ehkä syntynyt lähellä Maata• Kapeakaistainen suhina poikkeuksellisen

korkeilla taajuuksilla• Vihellyskanavat seuraavat revontulien

liikettä• Suhinapilvi on uusi ilmiö

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

KUVIA 17.12.2005

Sod

anky

län

geof

ysii

kan

obse

rvat

orio

Jyrki Manninen, SGO

JA HULLUJA KAIKKI …