Tiedotearkisto: 2003

Väitöstutkimus avaruussään maanpintavaikutuksista

27.8.2003 12:00

Ilmatieteen laitoksen geofysiikan tutkimuksessa työskentelevä tutkija Antti Pulkkinen väittelee 30. elokuuta Helsingin yliopiston fysikaalisten tieteiden laitoksessa voimakkaiden avaruussäämyrskyjen vaikutuksesta maanpinnan teknologisiin johdinjärjestelmiin. Väitöstyö käsittelee avaruussääketjun loppupäätä, geomagneettisten häiriöiden vaikutuksia maanpinnan teknologisiin johdinjärjestelmiin. Yleisempää terminologiaa käyttäen työssä tarkastellaan geomagneettisesti indusoituneita virtoja, GIC.

Ihmiskunnan ollessa yhä riippuvaisempi teknologisista järjestelmistä sekä avaruudessa että maan pinnalla, on lähiavaruuden tila, "avaruussäätila", ollut kasvavan mielenkiinnon kohteena viimeisten parin vuosikymmenen ajan. Tänä aikana tietoon on tullut lukuisia tapauksia, joissa avaruussäähän liittyvät ilmiöt ovat muun muassa vaurioittaneet tietoliikennesatelliitteja, vaikeuttaneet tärkeitä radioyhteyksiä ja aiheuttaneet ongelmia maanpäällisten sähkönsiirtojärjestelmien normaalille toiminnalle. Vaikka avaruussään taloudellista merkitystä ei ole mielekästä verrata alailmakehän "tavalliseen" säähän, tulee avaruussään rooli kasvamaan tulevaisuudessa, koska sille haavoittuva teknologia yleistyy ja monimutkaistuu. Maanpinnalla tällaista teknologiaa edustavat pitkät johtimet ja niihin liittyvä tekniikka, kuten sähkönsiirrossa käytettävät korkeajänniteverkot sekä maakaasu- ja öljyputket. Näihin järjestelmiin liittyvästä geofysiikan tutkimuksesta Ilmatieteen laitoksessa on yli kahdenkymmenen vuoden kokemus, jota tällä väitöstyöllä vahvistetaan.

Väitöstyö tuo teoreettisten ja havaintoihin perustuvien tarkastelujen avulla sekä uusia työkaluja että uutta fysikaalista ymmärrystä avaruussään vaikutuksiin maanpinnalla. Työssä osoitetaan, että GIC:tä voidaan mallintaa tarkasti varsin yksinkertaisten matemaattisten menetelmien avulla. Mallinnus edellyttää, että johdinjärjestelmän topologia ja sähköiset ominaisuudet, maan johtavuusrakenne ja ionosfäärin virtojen tai maanpinnan magneettikentän käyttäytyminen tunnetaan. Havaintoihin perustuvat tarkastelut paljastivat, että GIC-ilmiö on geofysikaalisilta ominaisuuksiltaan kaksijakoinen. Toisaalta suuria induktiovirtoja voidaan havaita samaan aikaan kaikkialla revontulialueella. Toisaalta taas ilmiöön liittyvät aika- ja paikkaskaalat ovat verrattain pieniä, joten GIC:n yksityiskohtainen käyttäytyminen on hyvin paikallista. Väitöstutkimuksessa havaittiin, että vaikka geomagneettiset alimyrskyt ovat tilastollisesti kaikkein merkittävin suurien GIC:den aiheuttaja, myös lukuisat muut magnetosfäärin dynaamiset muutokset voivat aiheuttaa merkittäviä vaikutuksia maanpinnan teknologisissa johdinjärjestelmissä.

Pulkkinen väittelee Helsingin yliopiston fysikaalisten tieteiden laitoksella, Gustaf Hällströmin katu 2, 30. elokuuta 2003 kello 10.00.

Lisätietoja:

Tutkija Antti Pulkkinen, antti.pulkkinen@fmi.fi
puhelin (09) 1929 4694