Upload
ishana
View
43
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Hur uppstår norrsken?. Institutet för Rymdfysik DocenturnämndensRepresentant: Prof. Ulrik Gelius Fysiska Institutionen Ämnesrepresentant : Prof. Mats André Institutet för Rymdfysik. Docent föreläsning av Annika Olsson 2 juni 2004, Ångströmlab. Innehåll. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
BACK
Hur uppstår norrsken?
Institutet för Rymdfysik
DocenturnämndensRepresentant:
Prof. Ulrik GeliusFysiska Institutionen
Ämnesrepresentant:
Prof. Mats AndréInstitutet för Rymdfysik
Docent föreläsning
av
Annika Olsson
2 juni 2004, Ångströmlab.
BACK
Introduktion –
“FAQ”
Grundförutsättni
ngar
Polar data Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfattning
Innehåll
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Norrsken – Norrsken – Hemvist för de döda eller högre makter?Hemvist för de döda eller högre makter?
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Vad beror norrskens-strålarna på?
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Varför går bågarna i öst-västlig riktning?
……vilken utbredning har de?vilken utbredning har de?……vilken utbredning har de?vilken utbredning har de?
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Vad orsakar färgerna i norrskenet?Vad orsakar färgerna i norrskenet?
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Varför ser norrsken olika ut på Varför ser norrsken olika ut på dygnet?dygnet?
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol ?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
observationer från 1700- talet
observationer från 1700- talet
… … och och nunu
… … och och nunu
Solfläckar
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol ?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Sol minimum Sol maximum
11-års cykel
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol ?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
DetDet finns ett samband mellan solfläckar och finns ett samband mellan solfläckar och norrskennorrsken
Norrsken och solaktivitet
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
SolSol??
Solen är den ursprungliga energikällan, Solen är den ursprungliga energikällan, men hur sker kraftöverföringen?men hur sker kraftöverföringen?
Solen är den ursprungliga energikällan, Solen är den ursprungliga energikällan, men hur sker kraftöverföringen?men hur sker kraftöverföringen?
Förutsättningar för norrsken
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Jordens magnetfält
Jorden omges av ett magnetiskt Jorden omges av ett magnetiskt dipolfält dipolfält
Jorden omges av ett magnetiskt Jorden omges av ett magnetiskt dipolfält dipolfält
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Magnetiska variationer och norrsken
Magnetfältstörningar upp till 3 % av Magnetfältstörningar upp till 3 % av det jordmagnetiska fältet under det jordmagnetiska fältet under norrsken norrsken
Magnetfältstörningar upp till 3 % av Magnetfältstörningar upp till 3 % av det jordmagnetiska fältet under det jordmagnetiska fältet under norrsken norrsken
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Norrskenstrålars förklaring
1800-talet gav fysiken - magnetfält och 1800-talet gav fysiken - magnetfält och norrskennorrsken1800-talet gav fysiken - magnetfält och 1800-talet gav fysiken - magnetfält och norrskennorrsken
Magnetiska fält styr laddade partiklar, (men vilka Magnetiska fält styr laddade partiklar, (men vilka är partiklarna, och vilken är deras roll i är partiklarna, och vilken är deras roll i norrskenprocessen?)norrskenprocessen?)
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Norrskensoval, förklaring till öst-västlig utbredning
Norrsken Norrsken centrerat kring centrerat kring magnetiska magnetiska nordpolen bildar nordpolen bildar en sk en sk norrskensoval norrskensoval --jordens gloriajordens gloria
Sydsken bildar Sydsken bildar på samma vis en på samma vis en sydskensovalsydskensoval
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Norrskensoval – jordens gloria
Satellitbild av en ständigt aktiv Satellitbild av en ständigt aktiv norrskenovalnorrskenoval
Norrsken kan Norrsken kan ibland beskådas ibland beskådas av Uppsalaborav Uppsalabor
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Rymdskyttelbild av Rymdskyttelbild av norrskensovalnorrskensoval
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
PolvandringarNutida studier av stelnade lavor ger ledtrådar Nutida studier av stelnade lavor ger ledtrådar om norrskensovalens läge för 2000 år sedan!om norrskensovalens läge för 2000 år sedan!Nutida studier av stelnade lavor ger ledtrådar Nutida studier av stelnade lavor ger ledtrådar om norrskensovalens läge för 2000 år sedan!om norrskensovalens läge för 2000 år sedan!
Polvandring:Polvandring:
800-talets Östra 800-talets Östra Arosbor såg mycket Arosbor såg mycket norrsken !norrsken !
Polvändning:Polvändning:
Intervaller om ~300 Intervaller om ~300 000 år Senaste ~780 000 år Senaste ~780 000 år000 år
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Förutsättningar för norrsken
Slutsats: Ett planetärt magnetfält styr Slutsats: Ett planetärt magnetfält styr laddade partiklar och orsakar norrsken ...men laddade partiklar och orsakar norrsken ...men
hur, och vilka är partiklarna?hur, och vilka är partiklarna?
solsolsolsol ????Magnetiskt Magnetiskt
ffältlt
Magnetiskt Magnetiskt ffältlt
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält
Atmosfär ?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Norrskensfärger
Norrsken kommer från en lysande gas Norrsken kommer från en lysande gas (atmosfären),(atmosfären),
Norrskenet har ett linjespektrumNorrskenet har ett linjespektrum
Excitationen orsakas av laddade partiklar Excitationen orsakas av laddade partiklar parallella med magnetfältet, men vilka är parallella med magnetfältet, men vilka är
partiklarna?partiklarna?
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält
Atmosfär
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Förutsättningar för norrsken
solsolsolsol ????Magnetiskt Magnetiskt
ffältlt
Magnetiskt Magnetiskt ffältlt
Slutsats: Atmosfären är den bildskärm där Slutsats: Atmosfären är den bildskärm där norrskensljuset uppstår, norrskensljuset uppstår,
men vilka laddade partiklar orsakar men vilka laddade partiklar orsakar excitationen?excitationen?
atmosfatmosfärratmosfatmosfärr
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält
Atmosfär
Plasma ?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Sondraketer och satelliter
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält
Atmosfär
Plasma ?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Data från sondraket
Energirika Energirika elektroner elektroner relaterade relaterade till norrsken till norrsken (inverterat-(inverterat-V)V)
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält
Atmosfär
Plasma ?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Plasma- det fjärde tillståndet
Rymdåldern - norrskensforskning blir Rymdåldern - norrskensforskning blir forskning om forskning om plasmafysik plasmafysik
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält
Atmosfär
Plasma ?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Plasma - joniserad gasPlasmafysik - med rymden som Plasmafysik - med rymden som
laboratoriumlaboratorium
Plasmafysik - med rymden som Plasmafysik - med rymden som laboratoriumlaboratorium
99,999...% av 99,999...% av universums volym universums volym består av plasma består av plasma
99,999...% av 99,999...% av universums volym universums volym består av plasma består av plasma
Plasma – joniserad gas Plasma – joniserad gas Plasma – joniserad gas Plasma – joniserad gas
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält
Atmosfär
Plasma
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Förutsättningar för norrsken
solsolsolsol ????Magnetiskt Magnetiskt
ffältlt
Magnetiskt Magnetiskt ffältlt
atmosfatmosfärratmosfatmosfärr
Slutsats: Elektroner som kan krocka med Slutsats: Elektroner som kan krocka med atmosfären behövs för att alstra norrskensljusatmosfären behövs för att alstra norrskensljus
Slutsats: Elektroner som kan krocka med Slutsats: Elektroner som kan krocka med atmosfären behövs för att alstra norrskensljusatmosfären behövs för att alstra norrskensljus
plasmaplasmaplasmaplasma
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält
Atmosfär
Plasma
Solvind ?
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
SolutbrottSolutbrott - 2 dygn senare utbredda Solutbrott - 2 dygn senare utbredda
norrskennorrsken
densitet 0.1 –10 part./cm3 temperaturer upp till 100MK
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält
Atmosfär
Plasma
Solvind
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Förutsättningar för norrsken !
solsolsolsolsolvindsolvindsolvindsolvind
magnetiskt fmagnetiskt fältltmagnetiskt fmagnetiskt fältlt
atmosfatmosfärratmosfatmosfärr
plasmaplasmaplasmaplasma
Slutsats: Solvinden, är det Slutsats: Solvinden, är det kraftöverföringssystem som kan kraftöverföringssystem som kan bära energin från källan till plasmapartiklarna.bära energin från källan till plasmapartiklarna.
Slutsats: Solvinden, är det Slutsats: Solvinden, är det kraftöverföringssystem som kan kraftöverföringssystem som kan bära energin från källan till plasmapartiklarna.bära energin från källan till plasmapartiklarna.
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Sol
Magnetfält
Atmosfär
Plasma
Solvind
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Norrsken universellt
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Inverterat-V
Jon stråle
Elektroner
Hur accelereras elektronerna till så höga energier?
Magnetfält
Elektriska fält Uppåtgående strömområde
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Inverterat-V
Jon stråleElektriska fält
Elektroner
Uppåtgående strömområde
Kaviteter
”Potential drop people’s” norrskens modell
Magnetfält
AKR
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Inverted-V
Jon stråleElektriska fält
Elektroner
Uppåtgående strömområde
Nedåtgående strömområde
Kaviteter
Elektroner
”Potential drop people’s” norrskens modell
Magnet fält
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Inverted-V
Jon stråleElektriska fält
elektroner
Uppåtgående strömområde
Nedåtgående strömområde
kaviteter
Elektroner
”Potential drop people’s” norrskens modell
Magnetfält
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Hur sluts potentialstrukturen?Hur sluts potentialstrukturen?
• Freja
•FAST
• Viking• Polar
Polar satellit data 1996-2001, 5000-30000 Polar satellit data 1996-2001, 5000-30000 km höjd km höjd
Beroende av R, MLT, ILAT, Kp, säsong, sol Beroende av R, MLT, ILAT, Kp, säsong, sol cykel cykel
?
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Inverterat-V
norrsken
Jon strålar
Kaviteter
Elektriska fält
elektroner
Vågor
Resultat (stabilt norrsken)-> kooperativ modell
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Inverterat-V
norrsken
Jon strålar
Jon skal
Elektron anisotropi(100-1000 eV)
Kaviteter
Elektriska fält
Bernstein vågor
elektroner
Vågor
3.5 RE
Resultat (stabilt norrsken)-> kooperativ modell
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Substorm
Resultat (aktivt norrsken)- kooperativ modell + Alfvèn våg
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Substorm
3.5 RE
4 RE
5 RE
Elektriskt fält
kaviteter
Resultat (aktivt norrsken)- kooperativ modell + Alfvèn våg
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Substorm
3.5 RE
Dot-AKR
Alfvèn vågSubstorm onset
Resultat (aktivt norrsken)- kooperativ modell + Alfvèn våg
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Substorm
3.5 RE
VA~Ve
Alfvèn våg
Alfvén Resonosphere
Resultat (aktivt norrsken)- kooperativ modell + Alfvèn våg
Under/efter substorm onset
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Grundförutsättningar för norrsken:
sol, solvind, plasma, magnetosfär, atmosfär
Egna kompletteringar:
Stabilt norrsken: jonskal-> Bernsteinvågor->e- anisotropi -> sluten potentialstruktur (”O -potential”)
Aktivt norrsken: Som i stabila fallet + Alfvèn vågor(”diagnostikum”: dot-AKR 2-3 RE, Alfvèn resonosfären 4-5 RE)
Sammanfattning
Fortsättning följer ...
Innehåll
Introduktion
Grundföruts.
Polar data
Stabilt norrsken
Aktivt norrsken
Sammanfatt.
Norrskenet i siffror