Tänään Schumann resonanssit ovat nauhoitettu monta erillistä tutkimus-asemat ympäri maailmaa. Antureita käytetään mittaamaan Schumann resonanssit tyypillisesti koostuu kahdesta vaaka-magneettinen induktiivinen kelat mittaamiseen pohjois-etelä ja itä-länsi-komponentit magneettikentän, ja pystysuora sähköinen dipoli antenni mittaus vertikaalinen komponentti sähkökentän. Instrumenttien tyypillinen läpivienti on 3-100 Hz., Schumann resonanssi sähkökentän amplitudi (~300 ìv per metri) on paljon pienempi kuin staattinen fair-sää sähkökentän (~150 V/m) ilmakehässä. Vastaavasti amplitudi Schumann resonanssi magneettikentän (~1 picotesla) on monta kertaluokkaa pienempi kuin Maan magneettikenttä (~30-50 microteslas). Erikoisvastaanottimia ja antenneja tarvitaan Schumann-resonanssien havaitsemiseen ja tallentamiseen. Sähkökomponenttia mitataan yleisesti kuula-antennilla, jota ehdottaa Ogawa et al., vuonna 1966, kytketty korkean impedanssin vahvistin., Magneettiset induktiokelat koostuvat tyypillisesti kymmenistä satoihin tuhansiin kierteisiin johtohaavoista erittäin suuren magneettisen läpäisevyyden ytimen ympärillä.
Riippuvuus global lightning activityEdit
alusta Alkaen Schumann resonanssi tutkimuksissa, se oli tiedossa, että niitä voitaisiin käyttää valvomaan global lightning toimintaa. Kaikkina aikoina maailmassa on noin 2000 ukkosta. Tuottaa noin viisikymmentä salama tapahtumia sekunnissa, nämä ukkosmyrskyt ovat suoraan sidoksissa taustalla Schumann resonanssi-signaalin.,
Määrittäminen spatial salama jakelu Schumann resonanssi kirjaa on monimutkainen ongelma: jotta voidaan arvioida salama intensiteetti Schumann resonanssi kirjaa se on tarpeen ottaa huomioon sekä etäisyys salama lähteistä ja aallon etenemisnopeus välillä lähde-ja tarkkailija. Yleinen lähestymistapa on tehdä alustava oletus siitä, paikkatietojen lightning-jakelu, joka perustuu tunnettu ominaisuuksia salama klimatologian., Vaihtoehtona on sijoittaa vastaanotin Pohjois-Tai etelänavalle, jotka pysyvät suunnilleen yhtä kaukana tärkeimmistä ukkosmyrskykeskuksista päivän aikana. Yksi menetelmä ei vaadi alustavia oletuksia salama jakelu perustuu hajoaminen keskimääräinen tausta Schumann resonanssi spectra, hyödyntämällä suhde keskimääräinen sähköinen ja magneettinen spektrien välillä ja niiden lineaarikombinaationa., Tämä tekniikka olettaa onkalo on pallosymmetrinen ja siksi ei sisällä tunnettuja onkalo epäsymmetriaa, että uskotaan vaikuttavan resonanssi ja eteneminen ominaisuudet sähkömagneettisia aaltoja järjestelmässä.
Vuorokausivaihtelu variationsEdit
paras dokumentoitu ja eniten keskustelua ominaisuudet Schumann resonanssi-ilmiö ovat diurnal muunnelmia tausta Schumann resonanssi teho spektri.,
ominaisuus Schumann resonanssi vuorokauden ennätys heijastaa ominaisuuksia sekä global lightning toimintaa ja valtion Maan ionosfäärin onkalo välillä lähdealue ja tarkkailija. Pystysuora sähkökenttä on riippumattomia suuntaan lähde suhteessa tarkkailija, ja on näin ollen toimenpide, global lightning., Vuorokauden käyttäytymistä pystysuora sähkökenttä osoittaa kolme erillistä maxima, joka liittyy kolme ”hot spot” planeetan salama toiminta: yksi 9 UT (Universal Time) yhteydessä päivittäin huippu ukkonen toimintaa Kaakkois-Aasiassa; yksi 14 UT sidoksissa huippu-Afrikan salama toimintaa; ja yksi 20 UT liittyy huippu Etelä-Amerikan salama toimintaa. Aika ja amplitudi huiput vaihtelevat ympäri vuoden, liittyvät kausivaihtelut salama toimintaa.,
”Savupiippu” rankingEdit
yleensä, Afrikkalainen huippu on vahvin, mikä merkittävästi Afrikan ”savupiippu” global lightning toimintaa. Kahden muun huipun—aasialaisen ja amerikkalaisen-rankingista kiistellään kiivaasti Schumannin resonanssitutkijoiden kesken. Schumann resonanssi havaintoja valmistettu Euroopassa näytä enemmän Aasiassa kuin Etelä-Amerikassa, kun havaintoja on tehty Pohjois-Amerikassa osoittavat hallitseva osuus tulee Etelä-Amerikasta.,
Williams ja Sátori ehdottaa, että saadakseen ”oikea” Aasia-Amerikka savupiippu ranking, se on tarpeen poistaa alaisena päivä/yö vaihtelut ionosfäärin johtavuus (päivä-yö epäsymmetria vaikutus) alkaen Schumann resonanssi kirjaa. Sátorin teoksessa esitellyt ”korjatut” levyt et al. näytä, että vaikka day-night epäsymmetria vaikutus Schumann resonance records, Aasian panos on edelleen suurempi kuin amerikkalainen.
vastaavat tulokset saatiin Pechony et al., kuka laski Schumannin resonanssikenttiä satelliittisalaman tiedoista. Oletettiin, että jakelu salama satelliitti karttoja oli hyvä proxy Schumann ajoittain herätteiden lähteistä, vaikka satelliitin havaintoja pääasiassa toimenpide-pilvi salama sijaan cloud-maahan salama, jotka ovat ensisijainen herättimet resonanssia. Molemmat simulaatiot-ne, jotka laiminlyövät päivän ja yön epäsymmetrian, ja ne, jotka ottavat tämän epäsymmetrian huomioon—osoittivat saman Aasian ja Amerikan savupiipun sijoituksen., Toisaalta, jotkut optinen satelliitti-ja ilmasto-salama tiedot viittaavat siihen, että Etelä-Amerikan ukkonen center on vahvempi kuin Aasian keskus.
syynä erot joukossa rankingissa Aasian ja Amerikan savupiiput Schumannin resonanssi kirjaa on edelleen epäselvä, ja on aihe lisätutkimuksiin.
Vaikutus päivä-yö asymmetryEdit
alussa kirjallisuuden havaittu vuorokausivaihtelu muunnelmia Schumann resonanssi voima olivat selittää eroja lähde-vastaanotin (salama-tarkkailija) geometria., Todettiin, että mitään erityistä systemaattista muunnelmia ionosfäärin (joka toimii ylemmän aaltoputki raja) tarvitaan selittämään näitä eroja. Myöhemmät teoreettiset opinnot tukivat varhainen arvioita pieni vaikutus ionosfäärin päivä-yö epäsymmetria (ero päivä-puolelle ja ilta-puolella ionosfäärin johtavuus) on havaittu eroja Schumann resonanssi kentänvoimakkuuksia.,
kiinnostus vaikuttaa päivä-yö epäsymmetria ionosfäärissä johtavuus on Schumannin resonanssia saanut uutta voimaa 1990-luvulla, julkaisemisen jälkeen työn Sentman ja Fraser. Sentman ja Fraser kehitetty tekniikka erottaa globaali ja paikallinen maksut havaittu kenttä teho muunnelmia tietojen avulla saadaan samanaikaisesti kaksi asemaa, jotka olivat laajalti erotettu pituutta., Ne tulkitaan vuorokausivaihtelusta vaihtelu havaittiin jokaisella asemalla kannalta yhdistelmä diurnally vaihteleva maailmanlaajuinen heräte moduloitu paikallinen ionosfäärin korkeus. Niiden työtä, jossa yhdistetään sekä havainnot ja energiansäästöä argumentteja, vakuuttunut siitä, monet tutkijat merkitystä ionosfäärin päivä-yö epäsymmetria ja inspiroinut lukuisia kokeellisia tutkimuksia., Kuitenkin viime aikoina se oli osoittanut, että saatuja tuloksia Sentman ja Fraser voi olla noin simuloitu yhtenäinen malli (ilman ottaen huomioon ionosfäärin päivän ja yön vaihtelu) ja näin ollen ei voida yksiselitteisesti tulkita pelkästään ionosfäärin korkeus vaihtelua.
Schumann resonanssi amplitudi tiedot osoittavat merkittävää vuorokauden ja vuodenaikojen vaihtelut, jotka yleensä samaan aikaan aikoina päivä-yö siirtyminen (terminator)., Tällä kertaa-matching näyttää tukevan ehdotusta merkittävä vaikutus päivä-yö ionosfäärin epäsymmetria on Schumann resonanssi amplitudit. On olemassa tallenteita, jotka osoittavat lähes kellomaisen tarkkuuden vuorokausiamplitudimuutoksista. Toisaalta on olemassa lukuisia päiviä, jolloin Schumannin resonanssiamplitudit eivät nouse auringonnousun aikaan tai eivät laske auringonlaskun aikaan. On olemassa tutkimuksia, jotka osoittavat, että yleistä käyttäytymistä Schumann resonanssi amplitudi tiedot voidaan mallinnettu vuorokauden ja vuodenaikojen ukkonen muuttoliike, ilman vedoten ionosfäärin muunnelmia., Kaksi viime riippumaton teoreettiset tutkimukset ovat osoittaneet, että vaihtelut Schumann resonanssi teho, jotka liittyvät päivä-yö siirtyminen ovat paljon pienempiä kuin ne, jotka liittyvät huiput global lightning toimintaa, ja siksi global lightning toiminta pelaa tärkeämpi rooli vaihtelu Schumann resonanssi voima.
on yleisesti tunnustettu, että lähde-tarkkailija vaikutukset ovat hallitseva lähde havaittu vuorokausivaihtelu muunnelmia, mutta siinä on edelleen huomattavia kiistoja siitä, missä määrin päivä-yö allekirjoitukset ovat läsnä tietoja., Osa tämä kiista johtuu siitä, että Schumann resonanssi parametrit uuttuvat havainnoista tarjota vain rajallinen määrä tietoa yhdistettynä salama lähde-ionosfäärin-järjestelmän geometria. Ongelman kääntäminen havaintoja samanaikaisesti päätellä sekä salama lähde toiminto ja ionosfäärin rakenne on siis erittäin underdetermined, mikä mahdollisuus ei-ainutlaatuinen tulkintoja.,
”Käänteinen ongelma”Muokkaa
Yksi mielenkiintoinen ongelmia Schumann resonanssit tutkimuksissa on määrittää salama lähde ominaisuudet (”käänteinen ongelma”). Ajallisesti ratkaista kunkin yksittäisen flash on mahdotonta, koska keskimääräinen korko heräte salama, ~50 salama tapahtumia sekunnissa maailmanlaajuisesti, sekoittaa yksittäisten rahoitusosuuksista yhdessä. Kuitenkin joskus erittäin suuria salamavaloja esiintyy, jotka tuottavat erottuva allekirjoituksia, jotka erottuvat taustasignaalit., Kutsutaan ”Q-murtuu”, ne ovat valmistettu voimakas salama iskee, jotka siirtävät suuria määriä veloituksetta pilviä maahan ja kantavat usein korkea huippu nykyinen. Q-sarjoja voi ylittää amplitudi tausta signaalin taso kertoimella 10 tai enemmän ja näkyvät välein ~10 s, jonka avulla niitä voidaan pitää yksittäisiä tapahtumia ja määrittää lähde salama sijainti. Lähde sijainti määräytyy joko multi-asema tai single-station tekniikoita ja vaatii olettaen, että malli Maan ionosfäärin onkalo., Moniasematekniikat ovat tarkempia, mutta vaativat monimutkaisempia ja kalliimpia tiloja.
Ohimeneviä valoisa tapahtumia researchEdit
nyt uskotaan, että monet Schumann resonanssit transientit (Q murtuu) liittyvät ohimenevä valoisa tapahtumia (Tle). Vuonna 1995 Boccippio ym. osoitti, että sprite, yleisin TLE, tuotetaan positiivisia cloud-maahan salama esiintyy stratiform alue ukkonen järjestelmä, ja ovat mukana K-burst Schumann resonanssit bändi., Viimeaikaiset havainnot osoittavat, että esiintymät sprite ja Q murtuu korreloi ja Schumann resonanssit tietoja voidaan mahdollisesti käyttää arvioitaessa maailmanlaajuinen esiintyminen määrä sprite.
Global temperatureEdit
Williams ehdotti, että globaali lämpötila voidaan seurata Schumann resonanssit. Schumannin resonanssin ja lämpötilan välinen yhteys on salamaniskun nopeus, joka nousee epälineaarisesti lämpötilan kanssa., Salamasta lämpötilaan-suhteen epälineaarisuus antaa luonnollisen vahvistimen lämpötilan muutoksille ja tekee Schumannin resonanssista herkän ”lämpömittarin”. Lisäksi jään hiukkasia, joiden uskotaan osallistua sähköistyksen prosesseja, joiden seurauksena salama vastuuvapaus on tärkeä rooli säteilyvaikutusta palautetta vaikutuksia, jotka vaikuttavat ilmakehän lämpötilaan. Schumannin resonanssit voivatkin auttaa ymmärtämään näitä palautevaikutuksia., Vuonna 2006 julkaistiin Schumannin resonanssin ja globaalin pintalämpötilan yhdistävä paperi, jota seurasi vuonna 2009 tehty tutkimus.
Ylemmän troposfäärin vettä vaporEdit
Alailmakehän vesihöyry on keskeinen tekijä Maapallon ilmastossa, jossa on suorat vaikutukset kasvihuonekaasu, sekä välillisten vaikutusten kautta vuorovaikutus pilvet, aerosolit ja troposfäärin kemia., Ylemmän troposfäärin vesihöyryä (UTWV) on paljon suurempi vaikutus kasvihuoneilmiöön kuin vesihöyryn alemmassa ilmakehässä, mutta onko tämä vaikutus on positiivinen tai negatiivinen palaute on vielä epävarmaa. Suurin haaste vastattaessa tähän kysymykseen on vaikea seuranta UTWV maailmanlaajuisesti yli pitkiä aikataulussa. Mannermaiset syväkuntoiset ukkosmyrskyt tuottavat suurimman osan maan salamapurkauksista. Lisäksi ne liikenteen suuri määrä vesihöyryä ylempään troposfääriin, dominoi muunnelmia global UTWV., Price vihjasi, että utwv: n muutokset voidaan johtaa Schumannin resonanssien tallenteista.
Vastaa