Sedan Space Magazines Ian O'Neill först introducerade idén om Google Earths 4D Ionosphere-verktyg, satte det mig att undra - undrar om de jonosfäriska förändringarna som orsakats av en meteordusch kunde särskiljas och användas av dem som är beväpnade med lite kunskap och programmet . Varför vänta så länge innan jag berättar vad jag har upptäckt? Eftersom alla typer av undersökningar av denna typ kräver en lång historia av vetenskapliga metodbaserade kontroller, massor av forskning, observationer över hela världen och ... några meteorduschar.
Låt oss först tala mycket kort och enkelt om jordens jonosfär - din väsentliga sista gräns före rymden. Jonosfären är uppkallad efter joner som främst skapats av energiska partiklar från solen och rymden själv. Dessa joner skapar ett elektriskt lager som reflekterar radiovågor och är arrangerade i lager. Nya joner skapas under bombardemang och äldre förfaller när de står inför fria elektroner. Detta är en kontroll. Balansen i mängden jonisering som ses vid en given tidpunkt genom någon given utrustning - och beroende av solaktivitet, tid på dagen, säsong och jämn höjd.
F (F1 och F2) -skikten i jonosfären är de högsta och också de som troligtvis påverkas av solförhållanden. Under dagsljuset blir F och F1 mer joniserade och går djupare ner till F2-zonens olika himmelkemi. På natten finns det bara ett starkt F-lager och det bleknar när natten fortskrider. Under detta är E-skiktet som är helt oförutsägbart och bara försvinner på natten. Närmast jorden är D-lagret - som bildas vid exponering för solljus och sprids under natten. Dessa är alla också kontrollmodeller och är lätt att se med Google Ionosphere-verktyget. Naturligtvis finns det alltid helt oförutsägbara saker som kan inträffa, men ta hänsyn till att jag skapar dessa kontrollmodeller medan jag övervakar solaktivitet, auroral oval och till och med jordvädermönster till en viss grad.
Tack vare magin på Internet har jag under de senaste månaderna kunnat chatta live med observatörer runt om i världen eftersom meteorduschar har inträffat på deras platser och kunnat jämföra vad de visuellt kan bekräfta med vad jag kan övervaka med GE 4D Ionosphere-verktyg. Ibland skulle resultaten inte vara så bra och andra gånger skulle det vara helt fantastiskt. Nyckeln till att förstå det hela är att jämföra kontrollproven och en hel del arbete. Men innan vi kommer in på vad som krävs ville jag ha ett hårt vetenskapligt bevis på att meteorduschar verkligen påverkar jonosfären, så jag letade efter studier.
Enligt McNeil (et al): ”En omfattande modell för effekten av ett stort meteorstorm på jordens jonosfär presenteras. Modellen inkluderar massfördelningar av meteorströmmar baserade på observationer av visuell magnitud, en differentiell ablationsmodell av stora meteoriska metaller, Fe och Mg, och modern teknik för kemi och transport av meteoriska metallatomer och joner efter deponering. Särskild uppmärksamhet ägnas åt möjligheten till direkt jonisk avsättning av metalliska arter. Modellen valideras genom att beräkna effekten av årliga meteorduschar på bakgrundsmetallatomen och jonmängderna. En metallisk jontäthetsökning på upp till 1 storleksordning observeras i överensstämmelse med in situ-mätningar under duschar. Modellen utövas för en hypotetisk Leonid-meteorstorm av den storhet som rapporterades 1966. Modellen förutspår bildandet av ett skikt av metalljoner i det jonosfäriska E-området som når toppdensiteter på omkring 1 x 105 cm-3, motsvarande en 2 storleksordning ökning av den lugniga natten E region densitet. Även om sporadiska E-skikt som når eller överskrider denna täthet är relativt vanliga, är effekten annorlunda genom att den kvarstår i storleksordningen och skulle observeras över nästan hälften av världen. Modellprognoserna överensstämmer med tillgängliga Leonid-stormdata från 1966. I synnerhet pekar observationen av förbättrad, förutgiven sporadisk E-aktivitet på effektiv kollisionsjonjonisering av meteoriska metaller, som antagits i modellen. "
Låt oss nu prata om vad som händer när meteorer passerar genom jonosfären, ska vi? Här nere på marken "Oooh och Aaaah" över det vackra skjutstjärnet, men där uppe börjar en process som kallas ablation - den meteoroidpartikeln värms upp och atomerna kokar av. Beroende på energi och kollision med en luftmolekyl, jonerar dessa ablaterade meteoratomer - frigör en elektron och producerar en positivt laddad jon och negativt laddad elektron. Spädbarnjonerna börjar svalna efter att de har slagits ungefär tio gånger, vilket tar mellan en bråkdel av ett millisekund på 80 km och så länge som ett millisekund vid 110 km (enligt Jones, 1995). Under denna övergångsfas kan plasmatätheten runt meteoroiden ta ett stort hopp i strukturen som ger en stor kolonn eller spår av förbättrad jonisering. Studier har visat att dessa kolumner öppnas i ett ”blommliknande” mönster och liknar det som förekommer nära aurora (Farley och Balsley). Dessa förbättrade joniseringsområden kan vara mil över, men de fria elektronerna och gasen rekombineras mycket snabbt. Detta innebär att titta på utbredda jonosfärmodeller för sporadisk aktivitet inte är mycket produktiva - men när en storskalig, förutsägbar meteordusch uppstår, är saker annorlunda.
Enligt Danielis (et al): ”Mer än 40 raketflyg genom det huvudsakliga meteoriska joniseringsskiktet, som toppar nära 95 km, har tagit prov på de meteoriska metalljonkoncentrationerna. Fem av dessa flygningar genomfördes under eller nära topptiderna för en meteordusch. I vart och ett av de senare studierna antogs de observerade meteoriska jonkoncentrationerna vara en konsekvens av duschen. Dessa mätningar kompletterades inte av baslinjeobservationer gjorda för liknande jonosfäriska förhållanden omedelbart före duschen och inga rigorösa kvantitativa jämförelser gjordes med användning av genomsnittliga icke-duschfördelningar. För att ytterligare undersöka effekterna av duschen på jonosfären har alla publicerade jonkoncentrationshöjdsprofiler erhållna från klingande raketer i meteorisk joniseringsregim skannats för att utveckla en digital databas för meteoriska jonkoncentrationer. Dessa data används för att tillhandahålla den första empiriska höjdprofilen för metalljonerna. De genomsnittliga observerade Mg + -koncentrationerna är lägre än de som gavs med den mest omfattande modellen hittills (McNeil et al., 1996). Denna sammanställda datamängd ger stöd för att meteorduschar har en betydande inverkan på den genomsnittliga jonosfärkompositionen. Även om det finns stor variation i de observerade meteoriska skikten, hade topparna i de totala metalliska jonkoncentrationerna på mittlängd breddgrader, vid dagssidan, som observerades under meteorduschar koncentrationer som kan jämföras med eller överskrida de högsta koncentrationerna som uppmättes i samma höjdregioner under perioder utan dusch. ”
Nedre rad ... Kan Google 4D Ionosphere upptäcka större meteor duschaktiviteter eller inte? Här är några saker att komma ihåg innan du provar det. Varje gång du använder jonosfärverktyget måste du besöka CAPS-webbplatsen (Communications Alert and Prediction System) och få den senaste informationen för att ansluta. Samtidigt använder du sidan SPIDR (Space Physics Interactive Data Resource) för att se till att din kontrollförhållanden. Nu är du redo att gå! Utan att överbelasta rapporten med alla mina kontrollbilder under de senaste månaderna (och förlåt det faktum att jag inte är en mästare på att manipulera bilder), låt mig visa dig vad jag har ...
Vad du ser här är en sammanställning av Google 4D Ionosphere över i princip Nordamerika under tidsramen den 11 augusti som börjar med skymning på östkusten och slutar den 12 augusti vid västkustens gryning. Detta är en tidslinje för vad som inträffade över natten under 2008 års Perseid Meteor Shower-topp med visuell meteoraktivitet som också bekräftats. När du ser blått ser du på tolerabelt bra jonosfär - bra för radiovågor, låg densitet, solljus, etc. Ljusröd är hög densitet som inte bidrar till mycket av någonting - som radiovågutbredning. Det är vad som händer på natten. Så vad är svart? Det är de "heta fläckarna" - intensiva områden med jonisering. De kan inträffa slumpmässigt, de kan biträdas av auroral aktivitet - och tydligen kan de spåras till meteorduschaktivitet.
Är detta bevis positivt att GE 4D-jonosfären är ett sätt att titta på meteorduschar när natten är molnig? Om du kommer ihåg att ta hänsyn till alla variabler, uppdatera och kontrollera Allt dina data och för att utöva vetenskapliga kontrollmodeller finns det ingen anledning till varför amatörstudier hemma inte kan ge åtminstone nöjen från våra delar. Google Earth 4D Ionosphere stöds av NASA och används av piloter, skinkradiooperatörer, jordforskare och till och med soldater ... varför inte amatörastronomer också?
Jag är…
Friskrivningsklausul: Denna artikel har skrivits och undersökts av nyfikenhet av Tammy Plotner och återspeglar inte resultaten, forskningen eller tillämpningarna av de källor som anges i den. Med andra ord, NASA säger inte att du kan använda den för att titta på meteordusch och inte heller Google - men ingen säger att vi inte kan experimentera med det! Författaren välkomnar ytterligare information, kritik och kommentarer ...
