Revontulien synty Anni Leinonen & Anniina Väyrynen Ionosfäärifysiikan projektityö 24.4.2017

Sisältö: Taustatekijät Revontulien muodostuminen Revontulien luokittelu Revontulien esiintyvyys Revontulien ennustaminen Kuva 1.Revontulia Lapissa [7]

Taustatekijät Auringonpilkut Kohdissa, joissa magneettikenttä lävistää Auringon pinnan Pilkun kohdalla plasma ei pääse takaisin Auringon sisälle  säteilee Pilkkujen paikka siirtyy magneettikentän mukana Kuva 2. Auringonpilkkuja. [8]

Heliosfäärissä ja heliopaussissa Aurinkotuuli Kuumaa koronan kaasua Koostuu ioneista: protonit, elektronit, heliumytimet sekä muut Auringossa olevat varaukselliset ionit Heliosfäärissä ja heliopaussissa Kuljettaa Auringon magneettikenttää mukana Maan kohdalla v=400 km/h T=100 000 ⁰C B=2-4 nT

Sähkömagneettista säteilyä ja suurienergisiä hiukkasia Roihut ja massapurkaukset Auringon magneettikentässä kaasupilviä: protuberansseja ja prominensseja Roihupurkauksissa vapautuu Auringon magneettikentän energiaa räjähdysmäisesti Sähkömagneettista säteilyä ja suurienergisiä hiukkasia Massapurkaukset jättimäisiä kaasupilviä Ainetta 10 miljardia tonnia Voimistavat aurinkotuulta ja sen kuljettamaa magneettikenttää Kuva3. Auringosta lähtevä purkaus. [9]

Suojaa Maata aurinkotuulen hiukkasilta Maan magneettikenttä Suojaa Maata aurinkotuulen hiukkasilta Lähde Maan nestemäisessä ulkoytimessä Dipoli –rakenne Aurinkotuuli venyttää Maan magneettikentälle pyrstön Kuva4.Maan dipolinen magneettikenttä [2] Kuva5. Magnetosfääri [2]

Revontulien muodostuminen Revontuliovaali Maan magneettikenttä dipolin muotoinen  varatut hiukkaset pääsevät ilmakehään napojen alueella rengasmaisiksi alueiksi = revontuliovaaleiksi Jatkuva kaista, molemmilla pallonpuoliskoilla Koko riippuu magneettisesta aktiivisuudesta Alue, jolla revontulet todennäköisemmin ilmenee Mainitse alussa, että aurinkotuuli synnyttää revontulet Alue jolla tod näk ilmenee: ESIINTYVYYS, kilpisjärvellä 75% ja utsjoella 65% (?)!! Oulussa 25% Kuva6. Revontuliovaali. [2]

Ilmakehässä ionit törmäävät ionosfäärin molekyyleihin Ilmakehän atomien virittyminen ja värien synty Ilmakehässä ionit törmäävät ionosfäärin molekyyleihin molekyylit virittyvät korkeampaan energiatilaan Viritystila purkautuu vapautunut energia ilmenee erivärisinä revontulina C-tyyppi: 100 km HappiVihreä Typpiihmissilmä ei havaitse typen muodostamaa spektriä Kuva7. Happiatomin (O) matalimmat energiatilat [2].

D-tyyppi: A-tyyppi: B-tyyppi: E-tyyppi: 150 km Happipunainen Yhdistelmä C- ja D-tyyppiä Vihreät revontulet, joiden yläosassa punainen alue B-tyyppi: 70-100 km Happivihreä Typpipunainen alaosa E-tyyppi: Nopeasti liikkuva B-tyyppi

Lisäksi Hα- ja Hβ-emissiot muodostaa revontulia F-tyyppi: Päivänvalon valaisemia Typpi-->sininen ja violetti Resonanssisironta Lisäksi Hα- ja Hβ-emissiot muodostaa revontulia Protonit kaappaavat elektronin ja tuottaa virittyneen vetyatomin viritystila purkautuu havaitaan revontulina

Kuva8. C-tyypin revontulet [2] Kuva9. A-tyypin revontulet [2]

Kuva 11. D-tyypin revontulet [2] Kuva 10.F-tyypin revontulet [6]

Revontulen luokittelu Diffuusit revontulet leviävät laajalle alueelle Ei sisäistä rakennetta, himmeitä Diskreetit revontulet Sisäinen rakenne, kirkas Revontulikaari ja revontulivyö Revontulisäteet Sykkivät revontulet Revontulet ovat aktiivisia tai hiljaisia Hiljaiset ovat hitaita ja aktiiviset nopeita Revontulet jaetaan kirkkauden mukaan neljään ryhmään Kuva12. Revontulikaari [5] Kuva13. Revontulivyö [5] Kuva 14. Revontulisäteet [5]

Revontulien ennustaminen Esiintyvyys riippuu auringon aktiivisuudesta ja auringonpilkkujen määrästä Ennustetaan revontulten määrää ja näyttävyyttä Auringon magneettikenttä kääntyy 11 vuoden välein Aktiivisuuden maksimin aikaan magneettikenttä sotkuinen Aktiivisuuden laskukaudella koronassa paljon aukkoja  aurinkotuuli  revontulia enemmän

Maapallolta tarkasteltuna Auringon pyörähdysaika 27 vrk Koronan aukot voi säilyä muutaman pyörähdyksen ajan sama aukko voi olla aiheuttamassa uuden revontulimyrskyn Massapurkaukset ovat yksittäisiä, ei ennustettavuutta Aurinkotuuli kulkeutuu Maahan 3:ssa vuorokaudessa Auringossa tapahtuvasta purkauksesta arvioidaan tuulen nopeus  ennuste esiintymisajankohdasta L1-pisteessä satelliitteja, jotka mittaa aurinkotuulta Aurinkotuulen matka pisteestä Maan ilmakehään kestää 0,5-2 tuntia Maan magneettikentän muutokset heijastuvat revontuliin Häiriöt samanaikaisia Vaikutukset nähtävissä välittömästi taivaalla

Lähteet [1] http://ilmatieteenlaitos.fi/tietoa-revontulista (tarkistettu 23.4.2017) [2] Aikio Anita. Auroral Physics. Luentomoniste. Fysiikan laitos. Oulun yliopisto. 2017. [3] Aikio Anita. Ionospheric Physics. Luentomoniste ja luentodiat. Fysiikan laitos. Oulun Yliopisto. 2017. [4] http://www.ursa.fi/yhd/sirius/vk/vk9404/revont.html (tarkistettu 23.4.2017) [5] http://www.taivaanvahti.fi/ (tarkistettu 23.4.2017) [6]http://spaceweathergallery.com/ (tarkistettu 23.4.2017) [7] http://nimiennalka.blogspot.fi/2014/07/kuura-vadelma-aamu-usva-ja-monet- muut.html (tarkistettu 23.4.2017) [8] http://www.co2-raportti.fi/index.php?page=ilmastouutisia&news_id=2903 (tarkistettu 23.4.2017) [9] http://www.tiedetuubi.fi/avaruus/entista-tarkempia-avaruussaaennusteita (tarkistettu 23.3.2017)