Strona redakcyjna
R E V I E W O F G E O P H Y S I C S
Quarterly journal published by
the Polish Society of Geophysics
and Committee of Geophysics Polish Academy of Science
R A D A R E D A K C Y J N A
Kazimierz A d am o w s k i, University of Ottawa, Kanada
Wojciech G r a b o w s k i, National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, USA
Marek G r a d (przewodniczący), Uniwersytet Warszawski, Polska
Jerzy J a w o r s k i, emeryt, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej-PIB
Andrzej K i j k o, University of Pretoria, Republika Południowej Afryki
Witold F. K r a j e w s k i, University of Iowa, USA
Jacek M a j o r o w c z, University of Alberta, Edmonton, Kanada
Przemysław Ł a g o d z k i, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej-PIB
Maciej S a d o w s k i, Instytut Ochrony Środowiska-PIB
K O M I T E T R E D A K C Y J N Y
Redaktor naczelny i statystyczny: Zbigniew C z e c h o w s k i
Zastępca redaktora naczelnego: Joanna W i b i g
Redaktorzy tematyczni: Artur M a g n u s z e w s k i (hydrologia),
Barbara P o p i e l a w s k a (przestrzeń okołoziemska), Piotr Ś r o d a (wnętrze Ziemi),
Joanna T r e p i ń s k a (klimatologia), Joanna W i b i g (meteorologia)
Redaktor językowy, sekretarz redakcji: Rafał S t e p n o w s k i
ADRES REDAKCJI
Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej — Państwowy Instytut Badawczyul. Podleśna 61, 01-673 Warszawae-mail: [email protected]. 22 69 15 683 (redaktor naczelny)tel. 22 56 94 510 (sekretarz redakcji)
Polskie Towarzystwo Geofizyczne
ul. Podleśna 61, pok. 703 (IMGW), 01-673 Warszawa
www.ptgeof.imgw.pl
Publikowane artykuły są opiniowane przez niezależnych recenzentów
1. Stałe wydawanie czasopisma Przegląd Geofizyczny
w wersji internetowej
2. Zabezpieczenie oryginalności artykułów naukowych
publikowanych w czasopiśmie Przegląd Geofizyczny
3. Publikowanie wybranych artykułów w Przeglądzie Geofizycznym
w języku angielskim
finansowane w ramach umowy 687/P-DUN/2019 ze środków
Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego przeznaczonych
na działalność upowszechniającą naukę.
Projekt okładki i opracowanie graficzne tytułów działów:
Andrzej P i l i c h
Druk i oprawa: Mazowieckie Centrum Poligraficzne
-
1.
ORYGINALNE PRACE I PRZYCZYNKI - PAPERS AND CONTRIBUTIONS
2.
SUPERDARN W POLSCE – PERSPEKTYWY
SUPERDARN IN POLAND – A PERSPECTIVE
Barbara POPIELAWSKA (ORCID) - Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk,
Anna ODZIMEK (ORCID) - Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk,
Joanna DOROSZKIEWICZ (ORCID) - Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk,
Grzegorz GÓRAL (ORCID)
DOI: 10.32045/PG-2019-007
Streszczenie
SuperDARN (Super Dual Auroral Radar Network) jest światową siecią radarów do badania górnych warstw atmosfery, jonosfery i ich sprzężenia z magnetosferą i wiatrem słonecznym (Greenwald i in. 1995; Chisham i in. 2007; Lester 2008, 2013, Nishitani i in. 2019). W artykule przybliżamy szczegóły techniczne, tematy badawcze i publikacje związane z działalnością SuperDARN oraz korzyści płynące z polskiego w nim udziału,
który mógłby wzmocnić badania krajowe, jak i współpracę międzynarodową oraz otworzyć nowe tematy badawcze. Zanim to będzie możliwe, należy rozwiązać kilka technicznych kwestii, których tło i perspektywy nakreślamy.
Słowa kluczowe
SuperDARN, radar, jonosfera, magnetosfera, atmosfera, fale radiowe, HF, infrastruktura badawcza, Polska
Cytowanie
Popielawska B., Odzimek A., Doroszkiewicz J., Góral G., 2019, SuperDARN w Polsce – perspektywy. Przegląd Geofizyczny, z. 3-4, 221-252
Summary
SuperDARN (Super Dual Auroral Radar Network) is a global radar network for studying the upper atmosphere, ionosphere, thermosphere and mesosphere and their coupling with the magnetosphere and solar wind (Greenwald et al. 1995; Chisham et al. 2007; Lester 2008, 2013, Nishitani et al. 2019). In the article we bring closer to national readers the SuperDARN network through describing its technical details, projects and publications. In addition to strengthening present research Polish participation in SuperDARN could result in development of new topics in national research and in international cooperation. Before it is possible, several technical issues should be solved, the background and perspectives of which we outline in the article.
Keywords
SuperDARN, radar, ionosphere, magnetosphere, atmosphere, radio waves, HF, research infrastructure, Poland
Quotation
Popielawska B., Odzimek A., Doroszkiewicz J., Góral G., 2019, SuperDARN in Poland – a perspective – (in polish). Review of Geophysics, z. 3-4, 221-252
3.
RADARY SUPERDARN – NARZĘDZIE DO BADANIA I MONITOROWANIA ATMOSFERY ZIEMI I PRZESTRZENI WOKÓŁZIEMSKIEJ
SUPERDARN RADARS – A TOOL FOR TESTING AND MONITORING EARTH’S ATMOSPHERE AND NEAR-EARTH SPACE
Grzegorz GÓRAL (ORCID)
DOI: 10.32045/PG-2019-008
Streszczenie
Radary SuperDARN powstały jako narzędzie do badań górnych warstw atmosfery i ich związków z magnetosferą i wiatrem słonecznym (Greenwald i in. 1995; Chisham i in. 2007; Lester 2008, 2013). Pracują w zakresie częstotliwości HF, pomiędzy 8 a 20 MHz. Ich zasada działania opiera się na wykorzystaniu rozpraszania Bragga na periodycznych strukturach przestrzennych o skalach odległości porównywalnych z długością fali
sondującej. Radary te umożliwiają obserwacje formacji jonosferycznych zorientowanych wzdłuż linii pola geomagnetycznego. W artykule opisano podstawowe bloki funkcjonalne przykładowego radaru SuperDARN: tor nadawczy, odbiorczy oraz system antenowy. Omówiony został sposób modelowania wiązki sondującej.
Jedną z kluczowych kwestii przy wyborze lokalizacji dla nowopowstającej stacji SuperDARN jest określenie jej potencjalnych możliwości obserwacyjnych. Można wykorzystać do tego oprogramowanie dokonujące śledzenia dróg propagacji impulsu emitowanego przez radar i określania punktów, w których wektor fali jest prostopadły do lokalnego pola magnetycznego Ziemi. Warunek taki pozwoli na uzyskanie rozproszenia wyemitowanej przez antenę radaru fali z powrotem, w kierunku nadawania.
W artykule przedstawiono wyniki symulacji dla hipotetycznej stacji SuperDARN, zlokalizowanej w południowo-zachodniej Polsce. W obliczeniach użyto programu do ray tracingu, bazującego na algorytmie Jones i Stephenson (1975) oraz modelu jonosfery IRI-2012.
Słowa kluczowe
International Reference Ionosphere, jonosfera, radar HF, rozpraszanie koherentne, ray tracing, SuperDARN
Cytowanie
Góral G., 2019, Radary SuperDARN – narzędzie do badania i monitorowania atmosfery Ziemi i przestrzeni wokółziemskiej. Przegląd Geofizyczny, z. 3-4, 253-266
Summary
SuperDARN radars were developed as a tool for testing the upper atmosphere regions and their coupling with the magnetosphere and solar wind (Greenwald et al. 1995; Chisham et al. 2007; Lester 2008, 2013). They work in the HF frequency range, between 8 and 20MHz. Their principle of operation is based on the use of Bragg scattering on periodic spatial structures with scales of distance comparable to the length of the sounding wave. These radars allow observation of ionospheric formations oriented along the geomagnetic field lines.
The article describes basic functional SuperDARN radar blocks: transmitting path, receiving path, and the antenna system as well. The method of modeling the sounding beam is also presented.
One of the key issues when choosing a location for a new SuperDARN station is to determine its potential for observation. You can use a special software to track the propagation paths of the pulse emitted by the radar and determining points in which the wave vector is perpendicular to the local geomagnetic field. Such a condition will allow to obtain the scatter of the wave emitted by the radar antenna back into the direction of transmission.
The article presents simulation results for a hypothetical SuperDARN station, located in south-western Poland. The calculation were based on a ray tracing program based on the Jones and Stephenson algorithm (Jones, Stephenson 1975) and the IRI-2012 ionosphere model.
Keywords
coherent scattering, HF radar, International Reference Ionosphere, ionosphere, ray tracing, SuperDARN
Quotation
Góral G., 2019, SuperDARN radars – a tool for testing and monitoring Earth’s atmosphere and near-Earth space – (in polish). Review of Geophysics, z. 3-4, 253-266
4.
SUPERDARN W POLSCE – PERSPEKTYWY DLA BADAŃ ATMOSFERY
SUPERDARN IN POLAND – OPPORTUNITY FOR ATMOSPHERIC SCIENCE RESEARCH
Anna ODZIMEK (ORCID) - Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk
DOI: 10.32045/PG-2019-009
Streszczenie
SuperDARN (Super Dual Auroral Radar Network) jest światową siecią radarów koherentnego rozpraszania w paśmie wysokich częstotliwości HF (High Frequency) do badań górnych warstw atmosfery, mezosfery, jonosfery, termosfery oraz ich sprzężenia z magnetosferą i wiatrem słonecznym. Do głównych tematów badawczych
SuperDARN z dziedziny fizyki atmosfery należą echa mezosferyczne, fale planetarne i związane z nimi przemieszczające się zaburzenia jonosferyczne oraz inne przejawy oddziaływania atmosfery neutralnej ze zjonizowaną. W artykule przedstawiamy perspektywy dla rozwoju badań atmosfery z użyciem radarów SuperDARN w kraju, ze szczególnym uwzględnieniem badań z dziedziny elektryczności atmosferycznej.
Słowa kluczowe
SuperDARN, atmosfera, jonosfera, magnetosfera, konwekcja jonosferyczna, elektryczność atmosfery, pogoda kosmiczna, sprzężenie warstw atmosfery, badania, perspektywy, Polska
Cytowanie
Odzimek A., 2019, SuperDARN w Polsce – perspektywy dla badań atmosfery. Przegląd Geofizyczny, z. 3-4, 267-286
Summary
SuperDARN (Super Dual Auroral Radar Network) is a global network of coherent scatter radars in the HF (High Frequency) band for studying the upper atmosphere, mesosphere, ionosphere, thermosphere and their coupling with the magnetosphere and solar wind. SuperDARN research topics in the field of atmospheric physics include mesospheric echoes, planetary waves and associated travelling ionospheric disturbances, and other manifestations of the interaction of neutral and ionised atmosphere. In the article we present prospects for the development of atmospheric research in Poland using SuperDARN radars, with particular emphasis on research studies in the field of atmospheric electricity.
Keywords
SuperDARN, atmosphere, ionosphere, magnetosphere, ionospheric convection, coupling of atmospheric layers, atmosperic electricity, space weather, research, prospects, Poland
Quotation
Odzimek A., 2019, SuperDARN in Poland – opportunity for atmospheric science research – (in polish). Review of Geophysics, z. 3-4, 267-286
5.
HAARP – UNIKALNA STACJA DO BADAŃ GEOFIZYCZNYCH
HAARP – A UNIQUE FACILITY FOR GEOPHYSICAL RESEARCH
Marek GOŁKOWSKI (ORCID) - University of Colorado Denver, Department of Electrical Engineering
DOI: 10.32045/PG-2019-010
Streszczenie
W artykule zaprezentowano informacje o amerykańskiej stacji HAARP na Alasce i opisano główne eksperymenty tam przeprowadzone. Stacja jest unikalna, bo posiada dużą moc promieniowania w wysokich częstotliwościach w pasmie HF (2,75-9 MHz), co pozwala na ciekawe badania nad zjawiskami w jonosferze, jak i w magnetosferze. W ostatnich latach stacja przeszła pod zarząd University of Alaska i jest dostępna dla naukowców z całego świata.
Słowa kluczowe
aktywne eksperymenty, podgrzewanie jonosfery, sztuczna zorza polarna, interakcje fala-cząsteczka, wywołane emisje, niestabilności plazmy
Cytowanie
Gołkowski M., 2019, HAARP – unikalna stacja do badań geofizycznych. Przegląd Geofizyczny, z. 3-4, 287-303
Summary
We present details of the American geophysical research facility in Alaska known as HAARP and summarize the main experiments that have been carried out therein. The facility is unique due to the high power available for radiation in the HF band (2.75-9 MHz), which enables the investigation of processes in the ionosphere and magnetosphere. In the last few years the facility has come under the administration of the University of Alaska and is now open to international researchers.
Keywords
Active experiments, ionospheric heating, artificial aurora, wave-particle interactions, triggered emissions, plasma instabilities
Quotation
Gołkowski M., 2019, HAARP – a unique facility for geophysical research – (in polish). Review of Geophysics, z. 3-4, 287-303
KRONIKA - CHRONICLE
6.
Konferencja “Pola Elektromagnetyczne ULF/ELF na Ziemi i w Przestrzeni Kosmicznej 2019”
Conference “Electromagnetic ULF/ELF Fields on Earth and
in Space”
Anna Odzimek - Polskie Towarzystwo Geofizyczne,
Andrzej Kułak - Polskie Towarzystwo Geofizyczne