The influence of meso-scale flow channels on polar cap patch formation

Hver dag produceres plasmaskyer i den øvre atmosfæren som beveger seg med en hastighet mellom 500 og 1000 m/s over den polare regionen. Disse skyer kan forstyre elektromagnetiske signaler mellom bakkestasjoner og satellitter, signaler som til eksempel brukes for kommunikasjons- og navigasjonstjenester i den arktiske regionen. For å kunne forutsi når og hvor disse forstyrelsene oppstår må vi først forstå hvordan disse skyer dannes. Det har vist seg at kanaler med økt plasmahastighet ibland observeres i regionen hvor plasmaskyer oppstår men sammenhengen mellom hastighetskanaler og plasmaskyer er uklart. Vi gjorde en del undersøkelser som viser at hastighetskanaler er en viktig del av dannelsesprosessen av plasmaskyer. Gjennom å bruke årevis av data fra GPS bakkestasjoner og ionosfæriske radar kunne vi vise at solvinden driver dannelsesprosessen og at den dynamiske hastighetskanalen deler den kontinuerlige ionisasjonstungen i mindre biter. Med hjelp av disse resultatene kan det nå utvikles en modell som varsler om dannelsen av plasmaskyer.

Polar cap patches are islands of increased plasma density drifting across the polar cap. These patches are known to be a significant source of disturbances both for high-frequency radio communications and satellite navigation systems; they are therefore k ey elements in the understanding of space weather impacts on technological systems. Although it seems clear that the polar cap patch material originates from mid-latitude high-density plasma created by solar EUV radiation, their formation mechanism is sti ll poorly understood. In particular, it is unclear what impact localized flow shears and precipitation of particles have on the segmentation of the high-density reservoir into separate patches. During this three year research activity we plan to study in detail the influence of ionospheric meso-scale flow channels on the formation of polar cap patches by using a comprehensive set of data from radars, all-sky imagers, GPS receivers, and satellites which cover multiple spatial scales.