Mesosfäärin lämpötilan määrittämisestä radiometeorikaikujen avulla

Tässä väitöskirjassa kuvataan yksityiskohtaisesti interferometrisella VHF-radiometeoritutkalla suorittamiani tutkimuksia. Väitöskirjassa hyödynnetään monitieteistä lähestymistapaa, joka yhdistää radiotiedettä, tähtitiedettä, teoreettista fysiikkaa ja tilastollisia menetelmiä. Tutkimus kattaa meteoritutkimuksen pääkohdat meteorien Maan ilmakehässä synnyttämää ionisaatiota kuvaavasta klassisesta ablaatioteoriasta meteorien tähtitieteellisiin ominaisuuksiin. Tutkimus kattaa myös tutkalla havaittavien meteorikaikujen syntymekanismin sekä laajan analyysin käytetystä instrumentista. Keskeinen tutkimusongelma oli selvittää, miksi todellisen mesosfäärin lämpötilan mittaaminen meteoritutkalla on toistuvasti epäonnistunut erityisesti korkeilla leveyksillä sijaitsevilla mittausasemilla.

Väitöskirjan tärkeimmät tieteelliset tulokset voidaan jakaa kahteen osaan, teoreettisiin ja sovelluksiin. Osajulkaisussa II teoria radiometeorien korkeusjakaumasta muotoiltiin uudelleen yksinkertaiseen, analyyttiseen muotoon. Radiometeorien korkeusjakauman osoitettiin olevan kääntäen verrannollinen tutkan havaitsemien meteorien efektiiviseen massaindeksiin, kun korkeus ilmaistaan ilmakehän skaalakorkeuksina. Verrannollisuuskertoimen havaittiin sopivan yhteen T. R. Kaiserin 1954 julkaiseman teoreettisen ennusteen kanssa. Efektiivinen massaindeksi on kalibraatiokerroin, jota tarvitaan tutkahavaintojen meteorin nopeudesta riippuvan herkkyyden korjaamiseen. Osajulkaisussa III esitettiin uusi menetelmä mesosfäärin lämpötilan määrittämiseksi radiometeorien korkeusjakauman avulla.

Osajulkaisu I sisältää katsauksen perinteiseen menetelmään, jossa lämpötila ja skaalakorkeus määritetään diffuusiokertoimen oletetun korkeusriippuvuuden avulla. Tilastollisen analyysin perusteella mittaustuloksissa ei havaittu ensimmäisen kertaluvun sirontateorian ennustamaa korrelaatiota. Syitä korrelaation puuttumiseen tutkittiin yksityiskohtaisesti huomioimalla useita tutkamittaukseen liittyviä valintavaikutuksia, sekä arvioimalla uudelleen meteorikaikusignaalin analysointimenetelmiä.