Ionosfäärifysiikka

Tutkimme Auringosta ja aurinko­tuulesta alkavaa prosessi­ketjua, jossa aurinko­tuuli on vuoro­vaikutuksessa Maan magnetosfäärin ja siihen kytkeytyneen ionosfääri-termosfääri­systeemin kanssa. Tutkimus­aiheisiimme kuuluvat revontuli­elektro­dynamiikka, ionosfäärin sähkövirrat ja geo­magneettisesti indusoituneiden sähkövirtojen vaikutukset, Maan magneetti­kentän suuntaiset sähkövirrat ja niiden eteläisen ja pohjoisen pallon­puoliskon välinen epäsymmetria, ionosfäärin kuumennus Joulen lämmityksen ja hiukkas­presipitaation vuoksi, ionosfäärin ja termosfäärin välinen kytkentä, sekä avaruus­sään vaikutukset ionosfääriin ja radio­aaltojen etenemiseen. Teemme laajaa kansainvälistä ja kansallista yhteistyötä tutkimus­aloillamme.

Yksi tärkeimmistä tutkimus­infra­struktuu­reistamme on kansain­välinen EISCAT epäkoherentin sironnan tutka­järjestelmä. Suomen, Ruotsin ja Norjan pohjois­osissa sekä Huippuvuorilla sijaitsevilla tutkilla voidaan havainnoida Maan ionosfääriä 1000 km korkeuteen saakka. Mantereen tutkat korvaava EISCAT_3D tutka­järjestelmä aloittaa toimintansa 2022. Valmistuessaan maailman johtavaan epäkoherentin sironnan tutka­järjestelmäään kuuluvat asemat Norjan Skibotnissa, Suomen Karesuvannossa, sekä Ruotsin Kajseniemessä. Lisäksi tutkimus­yksikömme hyödyntää monia muita maan­pinta­mittalaitteita, kuten all-sky kameroita, magnetometrejä, riometrejä, jne., joita operoivat Sodankylän Geofysiikan Observatorio (SGO, Oulun yliopiston erillislaitos) ja Ilmatieteenlaitos. Satelliitti­missiot, kuten ESAn SWARM, ovat myös tärkeässä roolissa tutkimuksessamme.

Olemme etu­rintamassa kehittämässä epäkoherentin sironnan tutkien mittaus­tekniikoita ja data-analyysi­menetelmiä erityisesti EISCAT ja EISCAT_3D tutkille sekä KAIRA radio­vastaanottimelle, sekä ionosfäärin sähkö­virta­systeemien analyysi­menetelmiä satelliiteista ja maan pinnalta tehdyille magneto­metri­mittauksille, erityisesti ESAn Swarm satelliitelle ja IMAGE magnetometreille.

Projekti­rahoituksemme tulee pääasiassa Suomen Akatemialta, Oulun yliopiston Kvantum instituutilta, ESAlta ja EUlta.