Ekvatorial elektrojet

En ögonblicksbild av variationen av jordens magnetfält från dess inneboende fält på 400 km höjd, på grund av jonosfäriska strömsystem. Den ekvatoriala intensifieringen av magnetfältet beror på den ekvatoriala elektrostrålen (EEJ). EEJ toppar över Indiska oceanen vid den tidpunkt som avbildas. Kartan genererades med hjälp av en geomagnetisk fältmodell.

Ekvatorialelektrojeten ( EEJ ) är ett smalt band av ström som flödar österut i dagtid ekvatorialområdet av jordens jonosfär . Den onormalt stora amplituden av variationer i de horisontella komponenterna uppmätt vid ekvatoriska geomagnetiska observatorier, som ett resultat av EEJ, märktes redan 1920 från Huancayo geomagnetiska observatorium. Observationer med radar, raketer, satelliter och geomagnetiska observatorier används för att studera EEJ.

Orsaker

Förklaringen till förekomsten av den ekvatoriala elektrojeten ligger i den anisotropa naturen hos jonosfärisk elektrisk ledningsförmåga och en process av självförstärkning. Jonosfärisk cirkulation i global skala etablerar ett Sq (tyst solenergi) strömsystem i E-regionen av jordens jonosfär (100–130 km höjd), och ett primärt elektriskt fält österut nära den magnetiska ekvatorn på dagen, där magnetfältet är horisontellt och mot norr. Detta elektriska fält ger en primär österut Pedersen-ström. E-kors B-drift resulterar i en nedåtgående Hall-ström , som upprätthåller vertikal laddningsseparation över jonosfärens djup, vilket ger ett uppåtgående sekundärt elektriskt fält och en sekundär Pedersen-ström som är motsatt den primära Hall-strömmen. En sekundär Hallström förstärker då den ursprungliga Pedersen-strömmen. Vid cirka 110 km höjd ger integreringen av strömtätheten en toppströmstyrka på cirka 100 kA, vilket stöder en dag-sida elektrojetmagnetfältförstärkning med en faktor på två eller så.

Månens tidvatten

När solens, månens och jordens position förändras, förändras också styrkan hos månens tidvattenkrafter. Varje månmånad inträffar två vårvatten när solen, månen och jorden är i linje för att producera en stark månens tidvattenkraft. På samma sätt uppstår två tidvatten när solen och månen är intill varandra för att producera svaga månens tidvattenkrafter. Ekvatorialelektrojeten (EEJ) har en onormalt stor amplitud av variationer i de horisontella komponenterna på grund av styrkan hos månens tidvatten. Månens tidvatten varierar enligt beskrivningen ovan och förändras av gravitationsattraktionen mellan månen och jorden. På grund av detta varierar trycket och temperaturen i den lägre atmosfären, och effekterna fortplantar sig uppåt i en flodvågsform till E-regionen och modulerar elektrodynamiken.

Studier av EEJ från satellit- och markmagnetiska data

EEJ-fenomenet identifierades först med hjälp av geomagnetiska data. Amplituden för den dagliga variationen av den horisontella magnetiska intensiteten (Δ H ) mätt vid ett geomagnetiskt observatorium nära dip-ekvatorn är 3–5 gånger högre än variationen av data från andra delar av jorden. En typisk dygnsdata från ekvatorialobservatoriet visar en styrka på ~80 nT vid 12:00 LT, med avseende på nattetid. Egedal (1947) visade att ökningen av dagliga variationer i lugn dagsol i Δ H (Sq( H )) låg inom latitud 50 centrerad på dippekvatorn. Mekanismen som producerade variationen i det magnetiska fältet föreslogs som ett strömband på cirka 300 km i bredd som flyter över dippekvatorn.

EEJ-studier från satellitdata initierades med ankomsten av data från POGO-serien (Polar Orbiting Geophysical Observatories) av satelliter (1967–1970). Den karakteristiska signaturen för EEJ är en skarp negativ V-formad kurva i $\Delta$ H-fältet, som uppnår sitt minimum inom 0,5° från den magnetiska dip-ekvatorn. Magnetdata från satellituppdrag som Ørsted (1999–nuvarande) och CHAMP (2000–nutid) har avsevärt förbättrat vår kunskap om EEJ.

Nyligen genomförda studier har fokuserat på mån-sol-interaktionen är EEJ. Det visades att komplexitet introduceras i EEJ på grund av interaktionen mellan månens tidvattenvariation i det ekvatoriska elektriska fältet och soldriven variabilitet i E-regionens konduktivitet.

EEJ magnetiska signaler uppmätta av Ettaiyapuram Magnetic Observatory, Indien (ETT - drivs av National Geophysical Research Institute, NGRI, Hyderabad). Dessa data är medelvärden av den dagliga skillnaden mellan magnetiska data (H) vid Ettaiyapuram och Hyderabad som samlats in under flera år. Den horisontella intensiteten av magnetfältet toppar vid ~12 LT. Uppbyggnadsflanken på morgontimmarna är brantare än förfallsfasen. .

En film om variationen av det geomagnetiska fältet vid jordens yta på grund av de jonsofära strömsystemen. Den ekvatoriala intensifieringen av magnetfältet beror på ekvatorialelektrojet (EEJ). UT = universell tid. Enheten är nT (nanotesla). Filmen genererades med hjälp av en geomagnetisk fältmodell (CM4).

Egedal, J. 1947. Den magnetiska dygnsvariationen av horisontalkraften nära den magnetiska ekvatorn. Terr. Magn. Atmos. Elektr. 52, 449 – 451
Chapman, S. 1951, Ekvatorialelektrojet som detekterats från den onormala elektriska strömfördelningen ovanför Huancayo, Peru och på andra ställen. Båge. Träffade. Geoph. Biokl. A. 4, 368-390
Sabaka, T., N. Olsen och M. Purucker (2004) Extending Comprehensive Models of the Earth's Magnetic Field with Oersted och CHAMP data, Geophys. J. Int., 159, 521-547.
Gasperini, F., J. Forbes (2014) Lunar-Solar Interactions in the Equatorial Electrojet, Geophys. Res. Lett., doi: 10.1002/2014GL059294.
JJ Love (februari 2008). "Magnetisk övervakning av jorden och rymden" (PDF) . Fysik idag. Arkiverad från originalet (PDF) 2008-07-05.
The Equatorial Electrojet av C. Agodi Onwumechili, publicerad 1997 CRC Press, ISBN 90-5699-069-1 , https://books.google.com/books?id=kwCFPH4C3tEC
Sabaka, T., N. Olsen och M. Purucker (2004) Extending Comprehensive Models of the Earth's Magnetic Field with Oersted och CHAMP data, Geophys. J. Int., 159, 521-547.

externa länkar

En film av magnetfälten som genereras av den ekvatoriala elektrostrålen, [1] .