Ionosfäärifysiikka

Ionosfäärifysiikan ryhmässä tutkimme Maan lähiavaruutta keskittyen ilmiöihin, jotka vaikuttavat arktisen alueen ionosfääriin. Ionosfääri on yläilmakehän osittain ionisoitunut osa 70 - 100 km korkeudella. Ionosfääriä havainnoidaan esimerkiksi kansainvälisen EISCAT-järjestön tutkilla ja ESA:n Swarm-satelliiteilla. Tavoitteenamme on ymmärtää, miten avaruussääilmiöt, esimerkiksi Auringon koronan massapurkaukset ja nopeat aurinkotuulen virtaukset, vaikuttavat ionosfääriin. Nämä ilmiöt eivät pelkästään tuota kauniita revontulia, vaan myös aiheuttavat häiriöitä HF radioyhteyksiin ja sateliittipaikannukseen.
Auroras on the sky.

Tutkimusryhmän tiedot

Yhteystiedot

Tutkimusryhmän vetäjä

  • Professori
    Anita Aikio

Tutkimusryhmän kuvaus

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.

Henkilökunta

Professori, tutkimusyksikön johtaja

Tutkijat

Tutkijatohtorit

  • Lei Cai
  • Habtamu Tesfaw
  • Marcus Pedersen

Tohtorikoulutettavat

  • Nada Ellahouny
  • Meseret Mekuriaw
  • Gopika Prasannakumara
  • Jussi Laitinen
  • Jemina Manninen
  • Achuthan Nair