Klicken Sie auf die Grafik für eine vergrößerte KarteWährend einer Sonnenfinsternis kommt es nun kurzfristig zu "Nachtverhältnissen"
in der Ionosphäre, das heißt zur Rekombination des ionisierten
Gases. Damit ergeben sich zwei Effekte:
|
|
|
|
|
52.8°N, 13.4°E |
52.1°N, 13.2°E
52.9°N, 3.4°E |
Klicken Sie auf die Grafik für eine vergrößerte Karte
Die Feldstärke, die ein Empfänger am Boden registriert,
setzt sich zusammen aus dem Anteil der Bodenwelle, die sich direkt
vom Sender zum Empfänger ausbreitet, und der Raumwelle, welche
in der Ionosphäre reflektiert wird. Je nach Stellung der Empfangsantenne
können entweder beide Wellen registriert werden und sich überlagern,
oder es kann eine dieser Wellen ausgeblendet werden. Bei den Registrierungen
auf 177 kHz in der folgenden Abbildung (des Registrierstreifens) ist letzteres
der Fall. Hier wird nur die Raumwelle empfangen. Daher ist am Tage, wenn
die Raumwelle durch die Ionisation der D-Schicht absorbiert wird, im allgemeinen
kein Empfang möglich. In der Registrierung vom 11.8.1999 sieht man
jedoch, daß zur Zeit der Sonnenfinsternis für etwa eine halbe
Stunde die Feldstärke ansteigt. Zu dieser Zeit sind Messungen des
Windes und der Reflexionshöhe möglich. Ähnliche Werte zeigten
sich auch schon bei den entsprechenden Messungen zur (partiellen) Sonnenfinsternis
vom15.2.1961 (Koch et al., 1961).
Registrierung der Raumwelle auf 177 kHz am 11.8.1999. Während der Sonnenfinsternis ist Funkwellenempfang, und damit auch Wind- und Höhenregistrierung möglich.
| Wegen der allgemein relativ hohen Streuung
von Windmessungen in der Mesopausenregion werden am Collm nur Halbstundenmittelwerte
verwendet. Das führt dazu, daß nur ein einzelner Wert des Windes
angegeben werden kann. In der Abbildung ist die zonale (positiv nach Osten
gerichtet) und meridionale (positiv nach Norden gerichtet) Windgeschwindigkeit
als Punkte dargestellt, zusammen mit dem 7-jährigen Mittelwert aus
einer gemeinsamen Analyse mit Mittelwellenradardaten vom IAP
Kühlungsborn (Schminder et al., 1997).
Zu sehen ist, daß der zonale Wert relativ gut mit dem langjährigen Mittel - welches ja eine Glättung des Profiles beinhaltet - übereinstimmt. Der Nordwind jedoch liegt weit vom langjährigen Mittelwert entfernt. Dies ist ein Beispiel für die zum Teil starke Variabilität der hochatmosphärischen Winde. Berücksichtigt man den Einfluß der quasi 2-Tage-Welle, kann man aus den übrigen Collmer Meßdaten des Monats August den mittleren monatlichen Wind für 13 MESZ extrapolieren. In der Abbildung sind diese Werte gestrichelt dargestellt. Diese Extrapolation stimmt erstaunlich gut mit den Meßwerten überein. Dies zeigt, daß die quasi 2-Tage-Welle einen wesentlichen Anteil an der Dynamik der Hochatmospäre hat. |
 |
Auf den Frequenzen 252 kHz, 60 kHz, 162 kHz und 75 kHz wurden Feldstärkeregistrierungen
aus Raum- und Bodenwelle durchgeführt. Zu erwarten war nun, daß
bei einer Sonnenfinsternis durch die Rekombination die Elektronendichte
abnimmt, und damit die Reflexionshöhe, d.h. diejenige Schicht, in
der die "kritische" Elektronendichte zufinden ist, zunimmt. Das wiederum
bedeutet, daß die Raumwelle mit zunehmender Reflexionshöhe eine
längere Strecke zurücklegen muß, und dies führt durch
die Überlagerung mit der Bodenwelle zu den Interferenzmustern, die
in den folgenden Abbildungen der Registrierstreifen zu erkennen sind. Die
Zeitangaben beziehen sich auf UT.
|
Feldstärkeregistrierung auf 60 kHz |
|
|
Das Interferenzmuster zeigt jeweils den Anstieg der Reflexionshöhe - wobei eine Änderung vom Minimum zu Maximum einer halben Wellenlänge entspricht - und nach der Sonnenfinsternis wieder ihr Absinken. Im Idealfall - wie auf 75 kHz - ist das Interferenzmuster genau spiegelbildlich zum Zeitpunkt des maximalen ionosphärischen Effekts.
Vergleicht man die Zeit des jeweils maximalen Effekts - in der Abbildung mit einem roten Strich markiert - mit der Zeit der maximalen Sonnenfinsternis in der Karte oben, so zeigt sich, daß die Ionosphäre sehr schnell auf die Sonnenfinsternis reagiert. Die Verzögerung beträgt in allen Fällen zwischen 5 und 10 Minuten.
Literatur:
Jacobi, Ch., R. Schminder, and D. Kürschner, 1997: Measurements of mesopause region winds over Central Europe from 1983 through 1995 at Collm, Germany. Contrib. Atmos. Phys. 70, 189 - 190
Koch, H., R. Schminder, und S. Schienbein, 1961: Registrierungen zur Sonnenfinsternis vom 15.2.1961 am Geophysikalischen Observatorium Collm.Wiss. Zeitschr. Karl-Marx-Univ. Leipzig, Math.-Naturwiss. Reihe 3, 221 - 222.
Kürschner, D., und R. Schminder, 1986: High-atmosphere wind profiles for altitudes between 90 and 110 km obtained from D1 LF measurements over Central Europe in 1983/1984. J. Atmos. Terr. Phys. 48, 447 - 453.
Littmann, M., K. Willkox, und F. Espenak, 1999: Totality. 2. Auflage, Oxford University Press, Oxford, 268 s.
Schminder, R., D. Kürschner, W. Singer, P. Hoffmann, D. Keuer,
und J. Bremer, 1997: Representative height-time cross-sections of the upper
atmosphere wind field over Central Europe 1990-1996, J. Atmos. Solar-Terr.
Phys. 59, 2177 - 2184.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
letzte Änderung: 15.10.1999