Magnetometrihavainnot paljastavat, että Maan magneettikentällä on lyhyt muisti
Kuva: Jani Riekkinen / stock.adobe.com.Yksi tutkimuksen päätuloksista oli hyvin lyhyt, noin kahden minuutin, aikaskaala geomagneettisen kentän aikaderivaatan suunnan pysyvyydessä. Toisin sanoen aikaderivaatta ”menettää muistinsa” nopeasti.
Aikaderivaatta tarkoittaa tässä yhteydessä geomagneettisen kentän muutosta ajan suhteen, ja tämä muutos on tutkimuksen mukaan hyvin kaoottista. Aikaderivaatta liittyy indusoituneisiin virtoihin suoraan Faradayn induktiolain kautta, jonka mukaan muuttuva magneettikenttä indusoi sähkökentän.
Tutkimus vahvistaa käsitystä siitä, että geomagneettisen kentän aikaderivaatan ja geomagneettisesti indusoituneiden virtojen ennustaminen, on hyvin haastavaa. Tulevaisuudessa kuitenkin eri tietolähteiden, kuten mallien ja simulaatioiden, yhdistäminen voi auttaa kehittämään ennustetta.
Geomagneettisesti indusoituneet virrat (Geomagnetically induced current, GIC) on monimutkainen ilmiö, jonka ymmärtäminen vaatii aurinkotuulihavaintojen lisäksi globaaleja simulaatioita magnetosfäärin ja ionosfäärin vuorovaikutuksesta. Lisäksi tarvitaan yksityiskohtaisia malleja maan johtavuudesta. Tutkimuksessa keskityttiin GIC:n tutkimiseen magnetometrihavaintojen kautta.
Magnetometrihavaintoja on saatavilla useilta vuosikymmeniltä Fennoskandian alueelta IMAGE (International Monitor for Auroral Geomagnetic Effects) -verkoston kautta. Havaintojen kautta tutkittiin geomagneettisen kentän suuntajakaumia vuositasolla ja eri leveyspiireillä. Lisäksi selvitettiin kentän aikaderivaatan suunnan muutosta ja aikaskaaloja.
Tutkimus tehtiin Ilmatieteen laitoksella, ja sitä rahoitti Suomen Akatemia.
Lisätietoja:
Väitöskirjatutkija Mirjam Kellinsalmi, Ilmatieteen laitos, p. 050 463 0803, mirjam.kellinsalmi@fmi.fi
Viite: Kellinsalmi, M., Viljanen, A., Juusola, L., and Käki, S.: The time derivative of the geomagnetic field has a short memory, Ann. Geophys., 40, 545–562, https://doi.org/10.5194/angeo-40-545-2022, 2022.
Tieteellinen artikkeli on saatavilla Annaeles Geophysicae-tiedelehdessä.