Der äquatoriale Elektrojet

Als äquatorialen Elektrojet (EEJ) bezeichnet man den starken elektrischen Strom entlang des geomagnetischen Äquators in der E-Schicht der Ionosphäre. Der EEJ ist ein Tageszeitphänomen. Der Hauptgrund für die hohe Stromdichte ist die geomagnetische Feldgeometrie. In einem schmalen, etwa 500km breiten Band erhöhter Stromdichte verlaufen die Magnetfeldlinien parallel zur Erdoberfläche und die elektrische Leitfähigkeit ist stark erhöht. Die hier fließenden starken Ströme sind immer ostwärts gerichtet und generieren eine charakteristische Signatur im Magnetfeld an der Erdoberfläche und im Weltraum.

Der äquatoriale Elektrojet ist ein starker elektrischer Strom in einem engen ionosphärischen Band entlang des geomagnetischen Äquators.
Abbildung 1: Der äquatoriale Elektrojet ist ein starker elektrischer Strom in einem engen ionosphärischen Band entlang des geomagnetischen Äquators.

Da CHAMP den Äquator mehr als 15 Mal pro Tag berstreicht, sind seine Messungen sehr gut für Studien des EEJ geeignet. Die hochauflösenden Magnetometer an Bord registrieren jede kleine Feldvariation, die durch den EEJ verursacht wird. Mit Inversionsrechnungen ist es gelungen, die Stromverteilung in 108km Höhe zu bestimmen (Lühr et al., 2004). Die resultierenden Stromprofile zeigen, dass der Strom ostwärts entlang des geomagnetischen Äquators bei etwa 5° im Norden und Süden von schwächeren Strömen in westlicher Richtung flankiert wird.

Durchschnittliche Stromdichte des EEJ auf einem Profil entlang eines Längengrads. Der ostwärts gerichtete Strom ist genau über dem geomagnetischen Äquator maximal. Ca. 5° nördlich und südlich davon kann man einen Gegenstrom in westlicher Richtung beobachten.
Abbildung2: Durchschnittliche Stromdichte des EEJ auf einem Profil entlang eines Längengrads. Der ostwärts gerichtete Strom ist genau über dem geomagnetischen Äquator maximal. Ca. 5° nördlich und südlich davon kann man einen Gegenstrom in westlicher Richtung beobachten.

Neu ist auch die Bestimmung der Korrelationslänge des EEJ. Manoj et al. (2006) zeigen mit dem Vergleich von Boden- mit CHAMP-Messungen, dass diese nur innerhalb eines relativ kurzen Abstandes kohärente EEJ-Variationen aufweisen. Die Korrelation von Boden- und Satelliten-Daten war immer dann am besten, wenn CHAMP direkt über die Bodenstation flog. Betrug der longitudinale Abstand mehr als 10°, fiel die Übereinstimmung der gemessenen Felder jedoch rapide ab. In nord-südlicher Richtung trat eine deutliche Abnahme der Korrelation bereits ab einem Abstand von 4° Breite ein. Diese Ergebnisse implizieren, dass lokale Quellen für die Stärke des EEJ eine wichtige Rolle spielen.

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