Tiedotearkisto: 2003

Väitöstutkimus aurinkotuulen ja magnetosfäärin vuorovaikutuksesta

16.6.2003 12:00

Ilmatieteen laitoksen tutkija Minna Palmroth väittelee Helsingin yliopiston Fysikaalisten tieteiden laitoksella keskiviikkona 18.6.2003. Väitöskirja käsittelee laajasti aurinkotuulen ja Maan magneettikentän vaikutusalueen, eli magnetosfäärin vuorovaikutusta sekä satelliittimittauksien että tietokonesimulaation avulla. Erityisesti Palmrothin väitöskirjassa esitellään uusi menetelmä aurinkotuulesta magnetosfääriin siirtyvän energian määrittämiseksi ja arvioidaan Maan yläilmakehään eli ionosfääriin jäävän energian määrä erilaisissa olosuhteissa. Satelliittimittausten perusteella väitöskirjassa tutkitaan magnetosfäärin muotoa ja rakennetta muuttavia ilmiöitä ja esitellään aurinkotuulesta siirtyvän energian määrästä riippuvat yleiset ilmiöt eli magneettiset myrskyt ja magnetosfäärin alimyrskyt.

Viime vuosina avaruuden olosuhteiden ymmärtäminen ja jopa ennustaminen on tullut entistä tärkeämmäksi, sillä yhä useamman teknisen systeemin toiminta riippuu avaruuden olosuhteista. Avaruustieteiden piiriin onkin syntynyt uusi käytännönläheinen tieteenhaara, avaruussää, jonka pääpyrkimyksenä on tuottaa luotettava ennuste etenkin haitallisesta avaruussäästä. Koska aurinkotuulen energia on perimmäisenä käyttövoimana melkein kaikissa Maan lähiavaruuden ilmiöissä, esimerkiksi revontulissa, aurinkotuulen ja magnetosfäärin välinen energiansiirto on avaruussäätutkimuksen tärkeimpiä tutkimuskohteita. Ilmatieteen laitoksen geofysiikan tutkimuksessa on kehitetty tietokonesimulaatio, joka luo ainutlaatuisen mahdollisuuden laskea, kuinka paljon aurinkotuulen energiaa siirtyy magnetosfääriin ja missä energian siirto pääasiassa tapahtuu. Palmrothin väitöskirjassa tämä lasku suoritetaan ensimmäisen kerran avaruusfysiikan historiassa käyttäen hyväksi tietokonesimulaatiota.

Vain pieni osa siirtyneestä energiasta siirtyy Maan napa-alueiden ionosfääriin, jossa energiaa kuluttaa pääasiassa kaksi eri prosessia: osa energiasta muuttuu lämmöksi, toisaalta osa energiasta jää ionosfääriin, kun magnetosfääristä peräisin olevat varatut hiukkaset törmäilevät ilmakehän hiukkasten kanssa luoden samalla revontulivaloa. Palmrothin väitöskirjassa määritetään näihin ilmiöihin liittyvän energian määrä ionosfäärissä simulaation avulla. Lisäksi kehitetään matemaattinen kaava, jonka avulla ionosfäärin kokonaisenergian voi ennustaa aurinkotuulessa tehdystä pistemittauksesta hämmästyttävän tarkasti. Kehitetyllä kaavalla voi olla käytännön merkitystä tilanteissa, joissa ionosfäärin kokonaisenergian määrä halutaan arvioida nopeasti esimerkiksi avaruussääennustetta varten.

Lue lisää globaalista MHD-simulaatiosta

Lisätietoja:

Tutkija Minna Palmroth, minna.palmroth@fmi.fi, puhelin (09) 1929 4696, 040 531 1745