Multi-Instrument Studies of High Latitude Atmospheric Turbulence and Wave Processes

Ultra Low Frequency (ULF) bølger i Jordas geomagnetiske felt er signaturer på erergioverføring fra sola og solvinden til jordas øvre atmosfære. Ved å overvåke karakteristikk og plassering av bølger fra instrumenter som magnetometer, optiske instrumenter og radarer på jordens overflate, er det mulig å studere komplekse plasmaprosesser og vekselvirkninger som skjer i jordens ionosfære/magnetosfære system. Instrumentering som befinner seg på gir derfor unike muligheter for studier av disse bølgene. Forskningsfokuset til dette prosjektet har vært tre-delt (arbeidspakke 3.1-3.3). Prosjektet har initiert et nytt samarbeid mellom forskningsgrupper ved Schmidt Institute of Physics of the Earth (IPE) i Moskva og romfysikkgruppen ved UNIS. gjennom utveksling av forskere, seminarer, konferanser og felles publikasjoner. Prosjektet ble startet i mai 2015 ved et forskningsopphold av to forskere fra IPE ved UNIS. Ved besøket ble det opprettet en database med fotometer og radardata fra Longyearbyen som ble brukt i arbeidspakke 3.1 og 3.2. I januar og februar 2016 hadde to forskere fra UNIS et 2.5 ukers forskningsopphold ved IPE i Moskva. UNIS-forskerene holdt inviterte foredrag ved Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences. I 2017 besøkte tre forskere fra IPE og en forsker fra PGI Svalbard. I tillegg til forskningsmøter var forskerne også på besøk ved Kjell Henriksen Observatoriet (KHO) og den nye SuperDARN radaren. UNIS studenter ble også invitert til et romfysikk seminar som ble holdt som en del av prosjektet. Forskerne besøkte også Barentsburg der feltbesøk ble gjort ved PGI sitt observatorium like utenfor Barentsburg, samt et besøk ved Kola Peninsula Science Centre. I juni 2017 besøkte to UNIS forskere IPE i Moskva. I tillegg til forskningsmøter, holdt forskerne et invitert seminar ved Lomonosov Moscow State University samt samtaler om mulig fremtidig forskningssamarbeid mellom gruppene. Et spesielt fokus var på forskningssamarbeid relatert til den nylig oppskutte LOMONOSOV satellitten. UNIS forskerne hadde også møter med forskere ved Geophysical Centre of the Russian Academy of Sciences for å diskutere pågående forskningsprosjekter og muligheten for flere russiske studenter ved UNIS. Prosjektet organiserte en vitenskapelig sesjon ved det 2018 årlige European Geophysical Union (EGU) møtet i Wien (https://egu2018.eu/). EGU er et stort møte med over 15000 forskere, med sesjoner som dekker mange forskjellige emner som alle er relatert til geofysikk. Vår sesjon (ST3.6 - ULF waves and turbulence in the auroral oval and polar cap regions: New horizons in multi-instrument observations) mottok 11 abstracts fra forskere i Russland, Norge, Storbritannia, USA og Finland. I tillegg til gode vitenskapelige diskusjoner, ga det oss også mulighet til å fortelle om vårt samarbeidsprosjekt til et internasjonalt publikum. Mindre møter ble holdt gjennom EGU-uken, med diskusjoner om pågående og mulige framtidige prosjekter. To forskningsgrupper fra IPE besøkte UNIS i 2019. Forskerne presenterte nye resultater av hvordan ULF bølger påvirker bakkeinduserte strømmer. Resultatene fra disse studiene ble presentert på substorm møtet i Tromsø i oktober 2019. På grunn av det gode samarbeidet som har oppstått gjennom POLARPROG, har de samarbeidende forskningsgruppene sendt inn en ny søknad til INPART utlysningen ved Forskningsrådet. Den nye søknaden bygger på de vitenskapelige resultatene oppnådd gjennom POLARPROG samarbeidet, samt at forskere fra to nye forskningsgrupper i Russland og Frankrike er inkludert. INPART søknaden inkluderer også planer for et nytt master/PhD kurs med hovedfokus på ULF bølger. Prosjektet har resultert i 10 publikasjoner i internasjonale fagfellevurderte journaler, 34 presentasjoner (10 ved nasjonale møter, 18 ved internasjonale møter og 6 inviterte seminar), samt 8 utvekslingsbesøk. Mer informasjon om prosjektet - inkluderer nyheter er tilgjengelig på UNIS websiden http://www.unis.no/research/arctic-geophysics/awat/

The project has successfully established a good, ongoing collaboration between the two research groups (UNIS, Norway and IPE, Moscow). The project organized a science session at the annual general meeting of the European Geophysical Union in April 2018. 8 exchange visits, 10 scientific publications in international peer reviewed journals and 34 joint presentations have been achieved during the project lifetime covering all 3 work packages. The project has been so successful that both groups have agreed to carry on the collaboration and also have submitted a new proposal to the INTPART research call from the Norwegian Research Council. This new proposal aims to build on the scientific results from the POLARPROG collaboration as well as expanding the group to include researchers form 2 additional research groups in both Russia and France.

The project seeks to create a new collaborative research group between UNIS and IPE. Both research groups have extensive research experience in ionsopheric/ magnetospheric physics. In addition to utlizing the research expertise of both groups, the project will seek to capitalize on the the specialist areas of each. UNIS has a strong background in experimental techniques relating to imaging of the aurora utilizing a variety of instruments located at the Kjell Henriksen Observatory (KHO) in Longyearbyen. In addition they also have a strong background in ionospheric radar techniques. IPE has a strong background in developing mathematical models and analysis techniques which are vital to understand the flow of energy from the Solar wind into the Earth's upper atmosphere. The aims of the project are specified in the attached project plan but can be summerized: - analysis of mutliple datasets from instrumentation across Svalbard - on site fieldwork visits to both Longyearbyen and Barentsburg - mini-workshops to be conducted at both UNIS and IPE - joint presentations at international conferences and meetings