Super duální polární radarová síť - Super Dual Auroral Radar Network
 | Tento článek může vyžadovat vyčištění setkat se s Wikipedií standardy kvality. Specifický problém je: technické údaje. Správný tón. (Leden 2014) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
The Super duální polární radarová síť (SuperDARN) je mezinárodní vědecký radar síť[1][2] skládající se z 35[3]vysoká frekvence (HF) radary nachází se v severní i jižní polokouli. Radary SuperDARN se primárně používají k mapování vysokých zeměpisných šířek plazma konvekce v F region z ionosféra, ale radary se také používají ke studiu širšího rozsahu geoprostor jevy včetně polní proudy, magnetické opětovné připojení, geomagnetické bouře a dílčí bouře, magnetosférický MHD vlny, mezosférický vítr přes meteor ionizační stopy a interhemisférické plazmové konvekční asymetrie.[2] Spolupráce SuperDARN se skládá z radarů provozovaných společností JHU / APL, Virginia Tech, Dartmouth College, Geofyzikální ústav na University of Alaska Fairbanks, Ústav kosmických a atmosférických studií při University of Saskatchewan, University of Leicester, Lancaster University, La Trobe University a Laboratoř slunečního a suchozemského prostředí v Nagojská univerzita.
Dějiny
V 70. a 80. letech se uskutečnil skandinávský experiment s dvojitými aurálními radary (STARE) velmi vysoká frekvence (VHF) koherentní rozptylové radary byly použity ke studiu nepravidelností ionosféry v E oblasti v terénu. Pomocí dvou radarů s překrývajícími se zornými poli bylo možné určit 2D vektor rychlosti toku ionosférického plazmatu v oblasti E.[2] Nepravidelnosti však byly pozorovány pouze tehdy, když byl radarový vlnový detektor kolmý na magnetické pole v oblasti rozptylu.
To znamenalo, že došlo k problému s provozem na VHF, protože frekvence VHF neumožňují velmi lomení přenášeného vektoru radarových vln; požadavek na kolmost tedy nebylo možné snadno splnit ve vysokých zeměpisných šířkách. Na vysokofrekvenčních frekvencích je však lom radarového vlnovodu větší a to umožňuje splnění požadavku kolmosti ve vysokých zeměpisných šířkách. Lom lomu rádiových vln v ionosféře je komplikovaný nelineární jev řízen Appletonova-Hartreeho rovnice.
V roce 1983 zahájil provoz v Goose Bay v Labradoru v Kanadě vysokofrekvenční radar s řízeným paprskem a 16 anténami s periodickými protokoly.[1] Porovnáním měření ionoferické rychlosti plazmatu oblasti F z radaru Goose Bay s radarem Sondestrom Incoherent Scatter Radar bylo zjištěno, že radar Goose Bay byl schopen měřit rychlost proudění plazmy oblasti F. V Antarktidě byl postaven magneticky konjugovaný radar Halleyova výzkumná stanice v roce 1988 jako součást Polar Anglo – American Conjugate Experiment (PACE). PACE poskytoval simultánní konjugované studie ionosférických a magnetosférických jevů.[2]
Z PACE, který dokázal určit pouze jednu složku 2D ionosférické rychlosti, vyšlo najevo, že stanovení 2D ionosférické rychlosti by bylo výhodné. Kombinace měření rychlosti z Goose Bay s druhým radarem s koherentním rozptylem ve Schefferville v roce 1989 umožnila 2D stanovení ionosférické rychlosti F oblasti.
Tato práce vedla k SuperDARN, síti vysokofrekvenčních radarů s dvojicemi radarů, které mají překrývající se zorné pole. Toto uspořádání umožňovalo stanovení plné rychlosti proudění ionosférické plazmy v 2D. Kvůli pokroku v modelech asimilace dat radary nedávno přidané do sítě nemusí nutně mít překrývající se zorné pole. Pomocí dat ze všech radarů SuperDARN na severní nebo jižní polokouli lze určit ionosférický plazmový konvekční obrazec - mapu rychlosti plazmatu s vysokou šířkou v nadmořských výškách oblasti F (300 km).[2]
Primární cíle
Primárním cílem SuperDARN je určit nebo studovat:
- Struktura globální konvekce - poskytnout globální pohled na konfiguraci plazmové konvekce ve ionosféře s vysokou šířkou;
- Dynamika globální konvekce - poskytuje pohled na dynamiku konvekce plazmy v ionosféře s vysokou šířkou v globálním měřítku. (Předchozí studie konvekce vysokých zeměpisných šířek byly převážně statistické a časově zprůměrované);
- Substorms — k testování různých teorií expanze a kontrakce polárních čepic za měnících se podmínek MMF a pozorování rozsáhlé reakce noční strany; konvekční vzor do dílčích bouří:
- Gravitační vlny,
- Plazmové struktury s velkou šířkou a
- Ionosférické nesrovnalosti
Operace
Radary SuperDARN pracují v pásmu VF mezi 8,0 MHz (37 mil.) A 22,0 MHz (14 m).[2] V standardní provozní režim každý radar skenuje přes 16 paprsků azimutální separace ~ 3,24 °, přičemž skenování trvá 1 minutu (integrace ~ 3 sekundy na paprsek).
Každý paprsek je rozdělen na 75 (nebo 100) rozsahových bran každých 45 km na dálku, a tak při každém úplném skenování pokrývají radary každý azimut 52 ° a v dosahu více než 3000 km; oblast zahrnující řádově 1 milion km2.
Radary měří Dopplerova rychlost (a další související charakteristiky) plazma nepravidelnosti hustoty v ionosféře.
Od té doby Linux se stal populárním a stal se výchozím operačním systémem pro síť SuperDARN. Operační systém (superdarn-ros.3.6) je v současné době licencován pod LGPL ). [1]
Weby SuperDARN
Následuje seznam webů SuperDARN na základě seznamu udržovaného uživatelem Virginia Tech Vysoká škola inženýrská.[4] Od roku 2009 probíhal projekt rozšíření pro rozšíření sítě do středních zeměpisných šířek, včetně přidání lokalit v Hays, Kansas (u Státní univerzita ve Fort Hays ), Oregon a Azory, za účelem podpory mapování mimo EU polární oblasti během velkého magnetické bouře.[5]
*: Část Experiment Aurorálního radaru na jižní polokouli
Dosah
Severní polokoule
- Protože se síť SuperDARN vyvinula na západě během pozdní studené války, pokrytí ruských arktických oblastí je špatné.
- Ačkoli neexistuje nedostatek možných míst k pokrytí ruských arktických oblastí ze severní Evropy a Aljašky, pokrytí by pravděpodobně nemělo vysokou kvalitu.
- Přestože ruské univerzity spolupracovaly s univerzitou v Leicesteru a instalovaly vysokofrekvenční radar na Sibiři, národní radarové operace omezily radarový provoz.
- Čínský institut pro polární výzkum rozšířil pokrytí střední šířky a pokřtil rozšíření na SuperDARN „AgileDARN“ [6]
Jižní polokoule
- Ačkoli je Antarktida pokryta poměrně dobře, subantarktické oblasti nemají jednotné pokrytí kvůli velké rozloze oceánu.
- Spolupráce softwaru Java VM v reálném čase (kde lze pozorovat oba póly současně) je stále nedokončenou prací.
- SuperDARN v akci
Zobrazení appletu v reálném čase v síti SuperDARN pro Severní a Jižní Ameriku
Unwin Radar je vědecké radarové pole na Awarua Plain poblíž Invercargill na Novém Zélandu
Každoroční workshopy SuperDARN
Každý rok se vědecká komunita SuperDARN schází, aby diskutovala o vědě, provozu, hardwaru, softwaru a dalších otázkách souvisejících se SuperDARN. Tento workshop byl tradičně pořádán jednou ze skupin SuperDARN PI, často v jejich domovské instituci nebo na jiném místě, například na místě poblíž radarového zařízení. Seznam umístění workshopů SuperDARN a jejich hostitelských institucí je uveden níže:
| Rok | Místo | Hostitelská instituce |
|---|---|---|
| 2019 | Fujiyoshida, Yamanashi, Japonsko | Národní institut informačních a komunikačních technologií (NICT) |
| 2018 | Banyuls-sur-Mer, Francie | L'Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) |
| 2017 | San Quirico D'Orcia, Siena, Itálie | Institute for Space Astrophysics and Planetology (IAPS) of the National Institute for Astrophysics (INAF) |
| 2016 | Fairbanks, Aljaška, USA | Geofyzikální institut, University of Alaska Fairbanks |
| 2015 | Leicester, Velká Británie | Skupina pro fyziku rádiového a kosmického plazmatu (RSPP), University of Leicester |
| 2014 | Longyearbyen, Svalbard, Norsko | Univerzitní centrum na Svalbardu (UNIS) |
| 2013 | Moose Jaw, Saskatchewan, Kanada | University of Saskatchewan |
| 2012 | Šanghaj, Čína | Polar Research Institute of China |
| 2011 | Hanover, New Hampshire, USA | Dartmouth College |
| 2010 | Hermanus, Jižní Afrika | SANSA Space Science (dříve Hermanus Magnetic Observatory, HMO) |
| 2009 | Cargèse, Korsika, Francie | Le Center national de la recherche scientifique (CNRS) |
| 2008 | Newcastle, Nový Jižní Wales, Austrálie | School of Mathematical & Physical Sciences, Newscastle University |
| 2007 | Abashiri, Hokkaido, Japonsko | Institute for Space-Earth Environmental Research, Nagoya University |
| 2006 | Chincoteague, USA | Univerzita Johna Hopkinse, Laboratoř aplikované fyziky (APL) |
| 2005 | Cumbria, Velká Británie | Britský antarktický průzkum (BAS) |
| 2004 | Saskatoon, Kanada | University of Saskatchewan |
| 2003 | Kiljava, Finsko | |
| 2002 | Valdez, Aljaška, USA | Geofyzikální institut, University of Alaska Fairbanks |
| 2001 | Benátky, Itálie | |
| 2000 | Beechworth, Victoria, Austrálie | La Trobe University |
| 1999 | Reykjavík, Island | |
| 1998 | Tokyo, Japonsko | Národní institut polárního výzkumu (NIPR) |
| 1997 | Ithala Game Reserve, Jižní Afrika | |
| 1996 | Ellicott City, MD, USA | |
| 1995 | Madingley Hall, Cambridge, Velká Británie |
Reference
- ^ A b Greenwald, R.A. (1. února 1995). „DARN / SuperDARN“. Recenze vesmírných věd. 71 (1–4): 761–796. Bibcode:1995SSRv ... 71..761G. doi:10.1007 / BF00751350.
- ^ A b C d E F Chisham, G. (1. ledna 2007). „Desetiletí Super Dual Auroral Radar Network (SuperDARN): vědecké úspěchy, nové techniky a budoucí směry“. Průzkumy v geofyzice. 28 (1): 33–109. Bibcode:2007SGeo ... 28 ... 33C. doi:10.1007 / s10712-007-9017-8.
- ^ Ruohoniemi, M.J. „Domovská stránka VT SuperDARN: Virginia Tech SuperDARN“. Citováno 23. února 2015.
- ^ „SuperDARN“. Virginia Tech. Citováno 2015-01-07.
- ^ „APL součástí mezinárodního týmu rozšiřujícího radarovou síť pro kosmické počasí“. Laboratoř aplikované fyziky Johns Hopkins. 2009-08-30. Citováno 2015-01-07.
- ^ „Workshop SuperDARN 2016“. Workshop SuperDARN 2016. University of Alaska, Fairbanks. Citováno 10. srpna 2016.
Výzkumné práce
Výzkumné práce týkající se SuperDARN a souvisejících technologií
Zobrazení radaru SuperDarn v reálném čase
- Zobrazení appletu Java v reálném čase (North American Arctic)
externí odkazy
Zde by měla být uvedena každá zúčastněná univerzita. Jelikož se jedná o probíhající výzkumné weby, mohou se tyto odkazy změnit.
Stanice severní polokoule
- Kanada: SuperDARN v University of Saskatchewan
- USA:SuperDARN na University of Alaska Geofyzikální ústav
- USA: SuperDARN v Virginia Tech
- USA:SuperDARN v Dartmouth College v New Hampshire
- SPOJENÉ KRÁLOVSTVÍ : SuperDARN UK
Stanice jižní polokoule
- Austrálie: SuperDARN Tiger v La Trobe University
- ...
Média související s Unwin Radar na Wikimedia Commons