Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

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Abb. 2.61: Vergleich einer vorgegebenen Stromverteilung mit den aus der Swarm-Konstellation berechneten Stromdichten.
Die Karten zeigen die Verteilung der feld-parallelen Ströme (FACs) in der nördlichen Polarregion. Links:
Modell-Ströme für mittlere magnetische Aktivität, Mitte: aus hypothetischen Swarm-Daten berechnete Stromdichten
für ca. 30 Überflüge, rechts: Differenz zwischen berechneten und vorgegebenen Strömen. Der Vergleich zeigt eine gute
Überseinstimmung. Es ergeben sich keine systematischen Abweichungen.
Comparison of input model currents and current densities derived from the Swarm constellation. The maps show the
distribution of field-aligned currents in the northern polar region. Left: Model current distribution for moderate magnetic
activity, middle: current densities computed from hypothetic Swarm data for about 30 orbits, right: differences
between derived and input currents. The small differences confirm the high quality of the determined currents. There
are no systematic deviations.
Elektrische Ströme, die entlang der magnetischen Feldlinien
fließen, spielen eine entscheidende Rolle bei der
Übertragung von Energie aus dem Sonnenwind in die
Hochatmosphäre polarer Breiten. An magnetisch gestörten
Tagen kann dieser Energieeintrag lokal den der Sonnenstrahlung
übersteigen. Diese feldparallelen Ströme,
kurz FACs genannt, können durch die Mehrpunkt-Messungen
in der Ionosphäre eindeutig quantifiziert werden.
Wie in der ESA-geförderten Studie gezeigt werden konnte,
lassen sich Vektoroperationen mit quasi gleichzeitigen
aber räumlich getrennten Magnetfeldmessungen ausfüh-
ren. Wendet man hierauf das ampèresche Gesetz an, bekommt
man eindeutige Werte für den Strom, der die umspannte
Fläche durchfließt. Die im Abstand von etwa
100 km fliegenden Satelliten A und B nehmen zum Zeitpunkt
t1 gleichzeitig Messdaten auf. Ein weiteres Messpaar,
registriert fünf Sekunden später zur Zeit t2, komplettiert
das erforderliche Quartett. Durch geeignete Auswertung
der Daten lassen sich die FACs, die das Quadrat
durchfließen, eindeutig bestimmen. Die Swarm-Mission
bietet damit erstmalig die Möglichkeit, diese für die Dynamik
der Hochatmosphäre wichtigen Ströme zuverlässig
zu ermitteln. Abb. 2.61 zeigt an einem Beispiel, gewon-
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