Sol-Jord Fysik

Sol-
Jord
Fysik

Sol-Jord Fysik
Målet er at skaffe viden om virkningerne af Solens magnetiske aktivitet, herunder solpletudbrud og solvindsforstyrrelser, på Jordens omgivelser, miljø og klima. Sol-Jord Fysik sektionen (tidligere Geofysisk/Geomagnetisk afdeling) viderefører det geomagnetiske forskningsområde, der var startet af H.C. Ørsted, og som blev knyttet til Det Danske Meteorologiske Institut ved dets grundlæggelse i 1872. Senere blev nordlysobservationer og ionosfæreundersøgelser i Grønland og Danmark knyttet til det magnetiske forskningsområde. Forskningen ved DMI har nu udviklet sig til moderne rumforskning, som foruden den teoretiske rumfysik omfatter observationer fra et udstrakt net af stationer i Danmark og Grønland og deltagelse i satelliteksperimenter, som f.eks. Ørsted satellitten.

Ørsted Satellitten
Klik på billedet for at se et større billede af satellitten og en mere uddybende forklaring Ørsted satellitten er en lille danskbygget satellit med præcisions-instrumenter for målinger af jordens magnetiske felt og partikelstrålingen i rummet. DMI deltager i Ørsted satellitprojektet med bidrag indenfor følgende områder:

  • Videnskabelig ledelse og international koordination af Ørsted projektet
  • Drift af Ørsted Science Data center for behandling og fordeling af data
  • Analyse af data fra CPD partikeleksperiment for undersøgelse af energirig stråling
  • Anvendelse af Ørsted magnetiske data til forskningsmæssige undersøgelser af strømsystemer i rummet
  • Analyse af data fra præcisions-GPS-modtager for anvendelse ved atmosfære- og klimaundersøgelser.
Ørsted satellitten, der kun vejer 60.7 kg, blev opsendt den 23. februar 1999 med en DELTA II løfteraket sammen med en amerikansk ARGOS satellit på 2700 kg, som var hovedlasten. Opsendelse har været udsat flere gange siden 1996 som følge af forsinkelser i klargøringen af den amerikanske satellit. Ørsted satellittten havde en forventet levetid på godt eet år, men har nu (december 2002) klaret næsten 4 år i rummet og er stadig i topform (se Ørsted hjemmesiden ).

Andre DMI Satellitprojekter indenfor Sol-Jord Fysik området
DMI deltager også i andre projekter indenfor det danske rumforskningsprogram. Det drejer sig bl.a. om det dansk-argentinsk-amerikanske SAC-C satelliteksperiment, hvor det danske bidrag meget ligner instrumenterne på Ørsted satellitten. DMI driver SAC-C satellit-datacenter sammen med Ørsted Science datacenter og tager desuden del i forskningen baseret på SAC-C satellittens magnetiske målinger.
Desuden deltager DMI i analysen af data fra den tyske CHAMP satellit, der blev opsendet den 16. juli 2000, og som bl.a. medfører danskbyggede magnetometer-instrumenter, der svarer til Ørsteds instrumentlast.

Jordbaserede Rumobservationer
Klik på billedet for at se et større billede af ISR radar, og en mere uddybende forklaring DMI udfører selv eller deltager i samarbejde om en række jordbaserede observationer af forholdene i den øvre atmosfære og rummet. De vigtigste af disse observationer er følgende:

  • Magnetometer målinger af Jordens varierende magnetfelt.
  • Riometer målinger af partikelstråling i den øvre atmosfære
  • Radar målinger af ionisering og bevægelser i den øvre atmosfære
  • Digisondemålinger af ionosfærens elektronindhold
Hovedformålet for disse undersøgelser er at skaffe viden om sammenhængen mellem aktivitet på Solen som solpletter og soludbrud og forholdene på Jorden, specielt indvirkningen på Jordens klima. Disse målinger indgår i det internationale samarbejde, som bl.a. udfoldes gennem "International Solar-Terrestrial Physics" (ISTP) organisationen. Det danske bidrag omfatter de meget væsentlige observationer fra Grønland i polarområdet, hvor koblingen mellem strømmen af varm, ioniseret gas fra Solen (solvinden) og Jordens øvre atmosfære er særligt fremherskende. En meget væsentlig faktor for denne kobling er Jordens magnetiske felt og netop de magnetiske målinger er en hovedopgave for sol-jord fysik forskningen ved DMI.

Rumvejr og Nordlys
Klik på billedet og se en større udgave Som følge af Solens aktivitet udsættes Jorden og dens omgivelser for påvirkninger, der kan skade vigtige tekniske systemer som f.eks. kommunikations- og navigationssatellitter i rummet, og højspændings- og signallinier på jorden. Disse forhold kaldes med en moderne betegnelse "Rum Vejret" ("Space Weather"). Ved større soludbrud udsendes en kraftig solvindssky fra det aktive område. Når denne sky ankommer til Jorden efter et par dages forløb startes en "Magnetisk Storm" med kraftige elektriske felter og strømme i den øvre atmosfære og forhøjet strålingsniveau i rummet. Under sådanne magnetiske storme er mulighederne for at se nordlys fra Danmark meget større end normalt. Nordlys, som ellers kun ses i polarområderne, er en helt ufarlig, men utroligt betagende naturoplevelse.

Rumvejr og Klima
Det har i nogen tid været kendt, at der er en statistisk sammenhæng mellem rumvejret og Jordens klima, som f.eks. kan udtrykkes i middeltemperaturen. Det er meget væsentligt at kende denne naturlige sammenhæng, når man skal bestemme den menneskelige indflydelse på klimaet. DMI har en internationalt anerkendt position i forskningen af sammenhængen mellem rumvejret og Jordens klima og har bl.a. bidraget med banebrydende videnskabelige arbejder om den statistiske sammenhæng mellem aktivitet på Solen og Jordens klima. Sammenhængen er påvist over en årerække, der strækker sig over flere hundrede år tilbage i tiden. Desuden har DMI's forskere søgt at finde mekanismen, der kunne forklare sammenhængen. Bland mulige mekanismer kan nævnes Solens forøgede UV stråling i aktive perioder, koblingen ved høje bredder mellem solvinden og Jordens magnetosfære, som bl.a. resulterer i kraftige elektriske felter og strømme i den øvre atmosfære under solaktivitet, stråling af energirige protoner og elektroner fra Solen eller fra Jordens strålingsbælter, samt påvirkning af skydannelsen i den øvre atmosfære ved kosmisk stråling, der varierer som følge af solaktiviteten.

Henvisninger:

DMI 11 december 2002. PSt