Avaruussää voi koetella arktisia alueita – uusi menetelmä helpottaa sään ennustamista

Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän, jolla voidaan analysoida maapallon magneettikentän vaihteluja. Space Weather -julkaisussa esitellyn menetelmän avulla tutkittiin magneettikentän muutoksia eri vuosina, kellonaikoina ja leveysasteilla.

Mittausasemien välillä oli huomattavia eroja magneettikentän käyttäytymisessä: pohjoisimmat asemat olivat geomagneettisesti aktiivisempia keskipäivällä, kun taas eteläisimmillä asemilla aktiivisuus oli voimakkainta keskiyöllä. Suurimmat erot eri kellonaikojen välillä havaittiin pohjoisimmalla mittausvyöhykkeellä, napa-alueilla.

”Kehittämämme Fractional Derivative Rate (FDR) -menetelmä laskee jokaiselle päivälle prosenttiosuuden, joka kertoo, kuinka usein magneettikentän aktiivisuus on saavuttanut 0.2 nT/s (nanoteslaa sekunnissa) rajan kyseisenä päivänä. Tämä arvo vastaa tyypillisen revontulialimyrskyn alkuvaihetta, joka on yksi yleisimmistä avaruussääilmiöistä. Menetelmän avulla on helpompi analysoida pitkien ajanjaksojen korkearesoluutioista mittausdataa”, kertoo tohtorikoulutettava Pyry Peitso.

Avaruussäätä voi ennustaa magneettikentän avulla

Geomagneettisen aktiivisuuden leveysaste-erojen tarkka tutkiminen sekä ymmärtäminen on tärkeää, koska tieto auttaa ennustamaan avaruussäätä yhä paremmin ja tarkemmin. Usein erilaiset avaruussääilmiöt näkyvät magneettikentässä nopeasti ja selkeästi.

”Arktisen alueen taloudellinen merkitys kasvaa. Siksi avaruussään ennustaminen tulee entistä tärkeämmäksi, sillä avaruussää vaikuttaa arktisella alueella useisiin erilaisiin infrastruktuureihin ja liiketoimintaan, kuten sähköverkkoihin, öljy- ja kaasuputkiin, kaivostoimintaan, lentoliikenteeseen sekä laivakuljetukseen.”

Avaruussää ilmenee esimerkiksi magneettikentän nopeina vaihteluina, jotka saattavat aiheuttaa ei-toivottuja sähkövirtoja infrastruktuuriin. Nämä sähkövirrat aiheuttavat monenlaisia ongelmia, esimerkiksi materiaalien kulumista.

Artikkelissa analysoitiin mittausdata, joka on otettu Grönlannissa vuosina 2011–2013. Tutkijoiden käytössä oli kaksitoista mittausasemaa, jotka tuottavat korkealaatuisia yhden sekunnin pituisia mittauksia. Asemaverkosto kattaa pohjois–etelä-akselilla maantieteellisesti 2000 kilometrin laajuisen alueen.

Peitso, P., Tanskanen, E. I., Pulkkinen, T. I., & Mursula, K. (2018). High-frequency geomagnetic fluctuations at auroral oval and polar cap. Space Weather, 16, 1057–1072. https://doi.org/10.1029/2018SW001841