Äquatoriale Plasmainstabilitten

In der Ionosphäre niedriger Breiten bilden sich nach Sonnenuntergang regelmäßig Plasmainstabilitäten aus, gekennzeichnet durch plasmaleere Flussröhren des Erdmagnetfeldes. Solche Ereignisse wurden zuerst in den 30iger Jahren durch gestörte Ionogramme entdeckt und werden deshalb Equatorial Spread-F (ESF) genannt, sind aber häufig auch unter dem Namen 'bubbles' in der Literatur zu finden.

Ionosphärische Instabilitäten können negative Auswirkungen auf die Verlässlichkeit wichtiger technischer Infrastrukturen haben. Im Besonderen stören die starken Plasmagradienten der ESF-Ereignisse den Empfang trans-ionosphärischer Kommunikations- und Navigationssignale, die z.B. vom GPS- oder dem zukünftigen Galileo-System genutzt werden.

Die hochpräzisen Magnetometerdaten der CHAMP Satellitenmission ermöglichen die Beobachtung magnetischer ESF-Signaturen sowohl parallel als auch senkrecht zur Hauptmagnetfeldrichtung. Abweichungen in der feldparallelen Komponenete werden durch diamagnetische Effekte hervorgerufen, Magnetfeldsignaturen senkrecht zur Hauptmagnetfeldrichtung dagegen werden durch feldparellele Ströme erklärt. Wir nutzen die Fluktuationen der feldparallelen Komponenete zur Detektierung der ESF-Ereignisse.

Der mehrere Jahre überdeckende Datensatz der CHAMP-Mission erlaubt die Erstellung einer globalen Klimatologie der ESF- Auftrittshäufigkeit in Satellitenhöhe (etwa 400km). Dabei wurde die Variation der Rate mit der Lokalzeit, der magnetischen Breite, der geographischen Länge, der Sonnenaktivität sowie den Jahreszeiten beobachtet (Stolle et al., 2006). Eine vollständige Liste von ESF behafteten CHAMP überflügen kann für wissenschaftliche Zwecke auf Anfrage gern bereit gestellt werden.

Verteilung der Auftrittsrate magnetischer Signaturen äquatorialer Plasmainstabilitäten in Satellitenhöhe (etwa 400km) über die Jahreszeiten und über der geographischen Länge. Dieses Bild basiert auf 6651 CHAMP-Überflügen während geomagnetisch ruhiger Perioden (Kp130) zwischen dem 01. Januar 2001 und dem 30. September 2007. Die gestrichelte Linie markiert den Jahreswechsel auf der klimatologischen Skala.
Verteilung der Auftrittsrate magnetischer Signaturen äquatorialer Plasmainstabilitäten in Satellitenhöhe (etwa 400km) über die Jahreszeiten und über der geographischen Länge. Dieses Bild basiert auf 6651 CHAMP-Überflügen während geomagnetisch ruhiger Perioden (Kp<3) und="" hoher="" sonnenaktivitt="" f107="">130) zwischen dem 01. Januar 2001 und dem 30. September 2007. Die gestrichelte Linie markiert den Jahreswechsel auf der klimatologischen Skala.

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Prof. Dr. Claudia Stolle
Geomagnetismus

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