Contenuto principale | Barra di navigazione | Menù interno | Pie' di pagina
Cerca: 
Versione stampa Versione stampa
Contrasto normale Contrasto normale
Bandiera Inglese Change Language

BARRA DI NAVIGAZIONE

MEN├╣ INTERNO
Torna su


CONTENUTO PRINCIPALE
Torna su

Variabilità Ionosferica


La ionosfera, pur rappresentando solo l’1% della atmosfera terrestre sopra i 100 km di quota, è estremamente importante a causa degli effetti che ha sulle  onde radio che la attraversano.  La propagazione delle onde radio attraverso la ionosfera è fortemente influenzata sia dalle sue variazioni regolari (giornaliera, stagionale e con il ciclo solare) che dai suoi cambiamenti irregolari a breve e lungo termine.  Le variazioni irregolari a breve termine sono dovute al fatto che il Sole, oltre alla radiazione elettromagnetica, emette continuamente particelle elettricamente cariche (protoni ed elettroni) che costituiscono il “vento solare”. Quando il Sole è attivo si possono avere particolari eventi di emissione di particelle che causano tempeste magnetiche e disturbi ionosferici (assorbimento nella regione D, Spread F, tempeste ionosferiche, irregolarità ionosferiche e scintillazioni ionosferiche, ecc..). La durata di un disturbo ionosferico è variabile (da pochi minuti  a 1-2 giorni) e  dipende dalla latitudine, dalla energia associata all’evento di emissione di particelle, e dalla contemporanea presenza di altri eventi solari quali, per esempio, i brillamenti, l’emissione di massa coronale (CME) ecc. I diversi eventi possono essere anche non connessi tra loro e possono verificarsi durante un minimo di attivà solare.
A causa della geometria delle linee di forza del campo geomagnetico, la ionosfera polare è  direttamente connessa allo spazio esterno e quindi particolarmente sensibile agli eventi perturbativi accennati sopra. In Figura 1 sono mostrati eventi di  assorbimento ionosferico  occorsi nel periodo 7-16 settembre 2005, in concomitanza ad eventi di emissione di raggi X, flusso solare di protoni e CME interplanetario.  Le misure di assorbimento sono derivate dalla osservazione sperimentale del rumore cosmico di fondo attraverso un riometro a 30 MHz, installato presso la base italiana Mario Zucchelli in Antartide.

Figura 1 (Satellite GOES 11) Variazione dei raggi X solari (10-80 nm), flusso di protoni solari a diverse energie e assorbimento ionosferico durante il periodo 7-16 Settembre 2005. Sono mostrati 5 eventi di ICME - Coronal Mass Ejection interplanetario (ICME-1AU) sovrapposti all’andamento del campo magnetico interplanetario (IMF).
- evento 1 , - evento 2 , - evento 3 , - evento 4 , - evento 5

Un altro esempio di variabilità irregolare a breve termine della ionosfera è  mostrato in figura 2, relativo ad un evento di scintillazione osservato sperimentalmente in Artide e Antartide il 14 aprile 2006. Le tracce mostrano l’indice di scintillazione in ampiezza S4 derivato dai ricevitori GISTM (GPS Ionospheric Scintillation and Total electron content Monitor) installati a Ny Alesund (Svalbard, Norvegia) e Mario Zucchelli Station (Antartide).

Figura 2 Indice di scintillazione in ampiezza, S4, osservato dal ricevitore GISTM (GPS Ionospherfic Scintillation and TEC monitor) installato a Ny Alesund (Svalbard, Norvegia) (a sinistra) e presso la base italiana “Mario Zucchelli” in Antartide. Le tracce sono relative a tutti i satelliti in vista dalle due stazioni GISTM nel periodo 20-23 UT del 14 aprile 2006.

Le variazioni a lungo termine della ionosfera sono materia di dibattito fin dagli anni ’90, quando fu introdotta l’ipotesi di una possibile connessione tra effetto serra atmosferico e cambiamenti secolari dell’alta atmosfera ionizzata. Più recentemente, anche la variazione secolare del campo geomagnetico è stata indicata come possibile causa naturale delle variazioni a lungo termine della ionosfera su scala planetaria. Alcuni studi hanno evidenziato una possibile escursione e/o inversione di campo geomagnetico  la cui diminuzione sembra essere molto più rapida in Antartide (circa 300 anni) che nel resto del pianeta (circa 1000 anni). Poichè è ben noto il controllo geomagnetico dello strato ionosferico F, si è cercata una correlazione tra variazione secolare del campo geomagnetico e variazione secolare della densità elettronica in ionosfera. L’analisi condotta su circa trenta anni di osservazioni da stazioni ionosferiche ad alta latitudine nell’emisfero Sud, sembrerebbe confermare tale ipotesi, indicando un tempo di decadimento della densità elettronica di circa 500 anni (Figura 3).  Questo risultato sembra evidenziare uno stato caotico della ionosfera risultante dall’indebolimento dello scudo magnetosferico come effetto di una possibile inversione dei poli. 

Figura 3 Contenuto di Informazione in funzione degli anni applicato alle mediane mensili di foF2 provenienti da stazioni ionosferiche ad alta latitudine nell’emisfero Sud. Il tempo di scala caratteristico Tk  di circa 500 anni, e’ comparabile con quello ottenuto per la variazione secolare del campo geomagnetico sull’Antartide.

PIE' DI PAGINA
Torna su