A villámlás elektromágneses hullámaival vizsgálják az ionoszférát magyar kutatók

Az MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Geodéziai és Geofizikai Intézetének kutatói az ELTE Geofizikai Tanszékével együttműködésben az extrém alacsony frekvenciájú, azaz extremely low frequency (ELF) tartományt vizsgálták (jelen esetben a néhánytól a néhányszor 10 Hz-ig), amelyben az elektromágneses hullámok csillapítása különösen alacsony.

Ebből adódóan ezek a hullámcsomagok a forrásuktól, azaz a szülő villámkisüléstől sok ezer kilométerre is észlelhetők, sőt akár többször is körbejárhatják a Földet. Az ilyen jelek jelentősége éppen ebben a tulajdonságukban rejlik. Egyrészt lehetővé teszik az intenzívebb villámkisülések globális észlelését olyan területeken is, ahol hiányoznak a magasabb frekvenciatartományban működő, de a jelek csillapítása miatt kisebb lefedettséget nyújtó villámészlelő hálózatok – ilyenek az óceánok vagy az infrastrukturálisan kevésbé fejlett régiók.

Másrészt ezek a jelek módosulnak a Föld körüli terjedés során, elsősorban az alsó ionoszféra pillanatnyi tulajdonságainak megfelelően. Ebből következik, hogy elemzésükkel információk nyerhetők a felső légkör e tartományáról.

Villámcsapás Pomázon (Pest megye) 2016. május 30-án hajnalban Fotó: MTI/Kovács Attila

A most publikált eredmények annak a kutatásnak a keretében születtek, amelynek célja az alsó ionoszféra tanulmányozása villámoktól származó ELF-hullámok segítségével, valamint a megismerhető információk körének felmérése. Az elemzések helyes értelmezésének szempontjából ugyanis kulcsfontosságú, hogy a hullámterjedés során szerzett módosulásoktól külön lehessen választani az észlelt jelekben a helyi hatásokat és a forrásvillám tulajdonságaiból eredő különbségeket.

A Journal of Geophysical Research: Atmospheres-ben május végén közzétett eredmények nem csak ebben jelentenek előrelépést, hanem ezen túlmenően felhívják a figyelmet az ELF-jelek lehetséges felhasználására a földkéreg kutatásában. Ennek a frekvenciatartománynak a használata a mélyszerkezet-kutatásban napjainkban kevésbé elterjedt. A tanulmány vezető szerzője Bór József, az MTA CSFK Geodéziai és Geofizikai Intézet tudományos munkatársa volt. A kutatást az Országos Tudományos Kutatási Alapprogram (OTKA) támogatta.

Villámcsapás fénye a Mexikói-öböl fölött a Nemzetközi Űrállomásról 2015. augusztus 10-én készült felvételen Fotó: NASA

A tanulmány itt elérhető:

Bór, J., B. Ludván, N. Attila, and P. Steinbach (2016), Systematic deviations in source direction estimates of Q-bursts recorded at Nagycenk, Hungary. J. Geophys. Res. Atmos., 121, doi:10.1002/2015JD024712