Energirik elektronnedbør: Drivkrefter og egenskaper

Atmosfæren blir konstant bombardert av høyenergiske partikler fra solen, kjent som partikkelnedbør. Partiklene blir ført ned i den polare atmosfæren av jordens magnetfelt og kolliderer med gassene der. Dette skaper det spektakulære nordlyset, men kan også sette i gang kjemiske reaksjoner som medfører nedbryting av ozon. Ozon spiller en viktig rolle i energibalansen, og reduksjon av ozon vil føre til forandringer i temperaturer og vinder i den øvre atmosfæren. Disse vindene har koblinger til værsystemet på bakken og kan påvirke om vi får en kald og tørr vinter eller en varm og våt vinter.

Dagens klimamodeller undervurderer effektene av partikkelnedbør, spesielt når det gjelder elektronnedbør. I avhandlingen kartlegger Salice ulike drivkrefter og typiske karaktertrekk som preger elektronnedbøren, med fokus på den høyenergiske ″hale″ av energispekteret. Målet er å bedre forstå elektronnedbør slik at vi kan gi et mer realistisk grunnlag i klimamodeller og dermed få en bedre forståelse av påvirkningen på klima.

Avhandlingen viser at elektronnedbør med høy energi når sin topp senere og varer lengre enn elektronnedbør med lav energi. Forskjellene er avhengig av solens aktivitet. Videre viser avhandlingen at ingen enkeltstående solvind- eller geomagnetiske målinger kan fange opp når det er mange energirike elektroner som treffer atmosfæren. I stedet viser avhandlingen at en kombinasjon av flere geomagnetiske målinger, som fanger aktivitet forskjellige steder i jordens magnetfelt, gir en bedre forståelse av når de mest energirike elektronene bombarderer atmosfæren.

Avhandlingen understreker hvor viktig det er å integrere slike nyanser i atmosfære modeller. I tillegg viser avhandlingen at et estimat av elektronnedbør basert på kun én måling ikke vil fange variasjonen i energispekteret. Avhandlingen konkluderer at samtidige kriterier og/eller en stokastisk tilnærming er nødvendig for å bedre gjenspeile naturen til hele energispekteret av elektronnedbør i klimamodeller.

Personalia

Josephine Alessandra Salice (f. 1995) har en mastergrad i romfysikk (2020) og en bachelorgrad i fysikk (2018) fra Universitet i Bergen. Doktorgradsarbeidet er en del av romfysikk avdelingen på Institutt for Fysikk og Teknologi ved Universitet i Bergen. Hovedveileder er Førsteamanuensis Hilde Nesse og biveiledere har vært Dr. Christine Smith-Johnsen og Dr. Ville Maliniemi.