Amplituda pola [pT]

(1)

Obserwacje Rezonansu Schumanna Obserwacje Rezonansu Schumanna

mgr in

mgr in Ŝ Ŝ . Zenon Nieckarz . Zenon Nieckarz Zak Zak ł ł ad Klimatologii ad Klimatologii

Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ

Praca dofinansowana przez grant MNiSW nr N30705032/2568

Czy wykonując obserwacje ELF w róŜnych miejscach wnęki Ziemia-jonosfera widzimy to samo?

(Zachodzące procesy i parametry fizyczne wnęki)

Trzy niezale

Trzy niezale Ŝ Ŝ ne stacje ELF ne stacje ELF

(2)

Dane wykorzystane do analizy Dane wykorzystane do analizy

3 stacje ELF 3 stacje ELF

Wsp Wsp ó ó ł ł rz rz ę ę dne geograficzne stacji pomiarowych dne geograficzne stacji pomiarowych

* 77 * 77 ° ° 00 00 ’ ’ N 15 N 15 ° ° 33 33 ’ ’ E E Hornsund Hornsund

* 51 * 51 ° ° 50 50 ’ ’ N 20 N 20 ° ° 47 47 ’ ’ E Belsk E Belsk

Mariusz Neska (

Mariusz Neska ( nemar@igf.edu.pl nemar@igf.edu.pl

))

Centralne Obserwatorium Geofizyczne w Belsku Centralne Obserwatorium Geofizyczne w Belsku

Instytut Geofizyki PAN Instytut Geofizyki PAN

* 49 * 49 ° ° 13 13 ’ ’ N 22 N 22 ° ° 33 33 ’ ’ E Hylaty E Hylaty

Pracownia

Pracownia Pó P ól l Elektromagnetycznych Elektromagnetycznych ELF ELF Obserwatorium Astronomiczne UJ

Obserwatorium Astronomiczne UJ

(3)

Lokalizacja

Hylaty Belsk

Hornsund

Stacje połoŜone są w przybliŜeniu na jednej linii

15.55 E

20.78 E

22.55 E

(4)

jesień zima

wiosna lato

Zmiany sezonowe (1997) Zmiany sezonowe (1997)

„ „ kominy tropikalne kominy tropikalne ” ”

(5)

Ś Ś rednia aktywno rednia aktywno ść ść burzowa burzowa

„ „ widziana widziana ” ” przez satelit przez satelit ę ę ? ?

http://thunder.nsstc.nasa.gov/data/otdbrowse.html Inklinacja = 70deg

(6)

Obserwacje ELF Obserwacje ELF

3 sekundy

NS EW

Amplituda pola [pT]

~1/8 sekundy

(7)

Widmo mocy Widmo mocy

Antena NS Antena EW

Stacja Hylaty / 2004-10-27 / 17:00 UT przykład

(8)

Widma

Widma ś ś rednie godzinne rednie godzinne - - por por ó ó wnanie wnanie

fs= 100 Hz fs= 33 Hz

fs= 100 Hz fs/3= 33 Hz

fs= 175 Hz fs/3= 58 Hz

NS

Hornsund

EW

Hornsund

Belsk Belsk

Hylaty Hylaty

NS EW

(9)

Zastosowany wz Zastosowany wz ó ó r r

( )

∑

=

 

 

 + 

−

⋅ +

+ ⋅

=

^N

n n

n

n n

n

f G f

f f

e szum A

f B

1

2 2

2

2 ) 1

(

A A A A A A A

A

_nnnn_nnnn

—— — — — —— — amplituda [a.u.] amplituda [a.u.] amplituda [a.u.] amplituda [a.u.] amplituda [a.u.] amplituda [a.u.] amplituda [a.u.] amplituda [a.u.]

ffff ffff

_nnnn_nnnn

—— — — — —— — cz cz cz cz cz cz cz cz ę ę stotliwo stotliwo stotliwo stotliwo stotliwo stotliwo stotliwo stotliwo ść ść [Hz] [Hz] [Hz] [Hz] [Hz] [Hz] [Hz] [Hz]

G G G G G G G

G

_nnnn_nnnn

—— — — — —— — szeroko szeroko szeroko szeroko szeroko szeroko szeroko szeroko ść ść po po po po po po po po ł ł óóóówkowa [Hz] óóóó wkowa [Hz] wkowa [Hz] wkowa [Hz] wkowa [Hz] wkowa [Hz] wkowa [Hz] wkowa [Hz]

eeee eeee

_nnnn_nnnn

—— — — — —— — parametr asymetrii [1/Hz] parametr asymetrii [1/Hz] parametr asymetrii [1/Hz] parametr asymetrii [1/Hz] parametr asymetrii [1/Hz] parametr asymetrii [1/Hz] parametr asymetrii [1/Hz] parametr asymetrii [1/Hz]

Szum Szum Szum Szum Szum Szum Szum

Szum ---- ---- szum szum szum szum szum szum szum szum „„„„bia „„„„ bia bia bia bia bia bia bia ł ł yyyy yyyy ”””” ”””” i i i i i i i i „„„„ „„„„ kolorowy kolorowy kolorowy kolorowy kolorowy kolorowy kolorowy kolorowy ”””” ”””” 1/f 1/f 1/f 1/f 1/f 1/f 1/f 1/f

Zastosowanie powyŜszego wzoru jest jednoznaczne z zastosowaniem

metody dekompozycji pola

(10)

Metoda dekompozycji Metoda dekompozycji a model numeryczny wn

a model numeryczny wn ę ę ki ki

Odległość obserwator-źródło [deg]

Parametr f1 [Hz]

0 90 180

[Kułak et al. JGR 2006]

Częstotliwości własne zaleŜą tylko od parametrów fizycznych wnęki Z-j

(11)

Przyk

Przyk ł ł ad zastosowania ad zastosowania do danych obserwacyjnych do danych obserwacyjnych

[Kułak et al. JGR 2006]

(12)

Parametr A1 [a.u.]

EW

NS

Hornsund Belsk Hylaty

00 06 12 18 24 00 06 12 18 24

(13)

A1 po unormowaniu A1 po unormowaniu

EW

NS

00 06 12 18 24 00 06 12 18 24

(14)

Por Por ó ó wnanie parametr wnanie parametr ó ó w dla ca w dla ca ł ł ego ego miesi

miesi ą ą ca ca – – stycze stycze ń ń 2006 2006

1 5 10 15 20 25 30

Amplituda A1 [a.u.]

Średnia bieŜąca po 23 punktach

[Nieckarz et al. 2007

EMS/ECAM Annual Meeting]

Numer dnia od 01-01-2006

(15)

Parametr f1 [Hz]

EW

NS

00 06 12 18 24 00 06 12 18 24

(16)

Parametr G [Hz]

EW

NS

00 06 12 18 24 00 06 12 18 24

(17)

Parametr e [1/Hz]

00 06 12 18 24 00 06 12 18 24

(18)

Parametr A2 [a.u.]

EW

NS

00 06 12 18 24 00 06 12 18 24

(19)

Parametr f2 [Hz]

EW

NS

00 06 12 18 24 00 06 12 18 24

(20)