Luonnon matalataajuisten radioaaltojen piirteitä geofysiikan tutkimuksessa

1. Luonnon matalataajuisten radioaaltojen piirteitägeofysiikan tutkimuksessa Jyrki Manninen Sodankylän geofysiikan observatorio

2. 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.

3. 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

4. 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.

5. 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.

6. Rekisteröintipaikat Suomessa • Huoneselkä • Inari • Kalkkoaivi • Liikkuvankangas • Pittiövaara • Pomokaira (POM) • Porojärvi (POR) • Puolitaival

7. 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.

8. 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.

9. 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 !

10. MLR-ilmiö 1 Hienorakenne on uusi havainto !

11. MLR-ilmiö 2 • Kaikkiaan 31 havaintoa • Verkkoharmoniset ovat osallisena MLR-rakenteen syntymisessä. • MLR muokkaa revontulisuhinaa. Onko MLR kuitenkin syntynyt lähellä Maata ?

12. Kapeakaistainen suhina • 17 havaintoa yhtenä aamuna • Esiintyy poikkeuksellisen korkeilla taajuuksilla

13. Vihellyskanavat ja revontulien liike • 860 vihellystä 4,5 tunnin aikana • Vihellyskanavat seuraavat revontulien liikettä

14. ELF-VLF- ja ULF-aaltojen ylärajataajuuksien yhteys

15. 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 !

16. 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

17. KUVIA 17.12.2005

18. JA HULLUJA KAIKKI …