Områder med høyhastighetspartikler i den polare ionosfæren

Jordas magnetiske felt beskytter planeten vår samt alt liv og teknologi fra en konstant strøm av høy-energetiske partikler fra solen. Det å forstå hvordan partikler og magnetfelt fra solen vekselvirker med jordas magnetfelt og den øvre atmosfæren (ionosfæren) er spesielt viktig i de polare områdene. Det er i disse områdene navigasjons- og kommunikasjonssignaler blir mest påvirket av vekselvirkningen mellom solen og jorden, slik at det derfor er viktig å kunne forutsi forandringer i ionosfæren. Storskala sirkulasjon av romplasma (en ionisert gass) i ionosfæren har tidligere vært nøye studert og modellert, men disse modellene har ikke sett på mindre strukturer i ionosfæren.

Høyhastighetskanaler er smale områder med ionosfærisk romplasma som beveger seg med en hastighet på over 900 m/s. Denne avhandlingen studerer kjennetegnene til høyhastighetskanaler og hvordan disse blir påvirket av solas magnetfelt. En automatisk algoritme ble også utviklet for å detektere høyhastighetskanaler i data fra det globale nettverket av radarer. Denne algoritmen fant et stort antall slike kanaler over både de nordlige og sørlige polområdene.

Konklusjonene fra denne studien viser at høyhastighetskanaler normalt har en bredde på 200-300 km, med topphastighet på 1,1 til 1,3 km/s og en varighet på 2-3 minutter. Kanalene ble oftest observert når solens magnetfelt var svakt, varierende og med en orientering langs solens terminatorlinje på jorden. Høyhastighetskanalene ble oftest observert rett etter det oppsto en sammenkobling mellom solas og jordas magnetfelt, men ble også observert lenge etter en slik sammenkobling oppsto – kanalene kunne da observeres langt inne i polkalotten. Forskningsresultatene gir en mer helhetlig forståelse av rollen til mesoskala høyhastighetskanaler i polkalotten og betydningen av sammenkoblingen mellom sola og jorda.

Personalia

Katie Herlingshaw er fra Middlesbrough i England og tok sin master i fysikk med astrofysikk ved University of Leicester. Etter å ha tatt kurs ved Universitetsstudiene på Svalbard (UNIS) i 2016, kom hun tilbake til Svalbard i 2017 og startet på PhD studiene ved Arktisk Geofysikkavdelingen på UNIS i et samarbeid med Birkelandsenteret ved Universitetet i Bergen.